(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筐体に収容され、伝送対象信号に基づいて生成された無線信号を送信する送信部と、
第２の筐体に収容され、送信部からの無線信号を受信して対応する電気信号を出力する受信部と、
第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに回転可能に連結する連結部と、
を備えており、
送信部と受信部との間で無線伝送が可能な無線信号伝送路が形成される信号伝送装置であって、
第１の筐体には、連結部の中心軸と同軸芯の第１の導波管が配置されており、
第２の筐体には、連結部の中心軸を中心に第１の導波管に対して相対的に回転可能な第２の導波管が配置されており、
第１の導波管と第２の導波管とはいずれか一方の内壁に沿って他方の外壁が挿脱可能であり、第１の導波管と第２の導波管とで構成される無線信号伝送路は伸縮可能に構成されている、
信号伝送装置。
【請求項２】
第１の導波管と第２の導波管のうち、いずれか一方の内壁に沿って他方の外壁が挿脱可能に構成されている導波管の挿脱側の端部は、導波管の内径が端部側に向かって拡大するようにテーパー状に形成されている、
請求項１に記載の信号伝送装置。
【請求項３】
第１の導波管の送信部側の端部には、無線信号を無線信号伝送路に送信する伝送路結合部が設けられており、
第２の導波管の受信部側の端部には、無線信号伝送路から無線信号を受信する伝送路結合部が設けられており、
第１の導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と第２の導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の少なくとも一方には、無線信号を伝送路結合部側へ反射させる終端部材が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
第１の導波管の送信部側の端部には、無線信号を無線信号伝送路に送信する伝送路結合部が設けられており、
第２の導波管の受信部側の端部には、無線信号伝送路から無線信号を受信する伝送路結合部が設けられており、
第１の導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と第２の導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の少なくとも一方は開放端とされ、且つ、開放端の近傍には、伝送路結合部や導波管から放射される無線信号を吸収する吸収部材が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
連結部は、第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに９０度未満の範囲で回転可能であり、
無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号を直線偏波で無線信号伝送路に送信する直線偏波プローブを具備した送信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路の受信部側の端部には、無線信号伝送路からの直線偏波の無線信号を受信する直線偏波プローブを具備した受信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路内を、直線偏波で無線伝送する、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項６】
無線信号伝送路内を、円偏波で無線伝送する、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項７】
無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号を円偏波で無線信号伝送路に送信する円偏波プローブを具備した送信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路の受信部側の端部には、無線信号伝送路からの円偏波の無線信号を受信する円偏波プローブを具備した受信側の伝送路結合部が設けられている、
請求項６に記載の信号伝送装置。
【請求項８】
無線信号伝送路の送信部側の端部と受信部側の端部の一方には、無線信号を直線偏波で無線信号伝送路に送信または受信する直線偏波プローブを具備した第１の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路には、直線偏波を円偏波に変換する偏波変換部が設けられており、
無線信号伝送路の送信部側の端部と受信部側の端部の他方には、無線信号を円偏波で無線信号伝送路に送信又は受信する円偏波プローブを具備した第２の伝送路結合部が設けられている、
請求項６に記載の信号伝送装置。
【請求項９】
無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号を直線偏波で無線信号伝送路に送信する直線偏波プローブを具備した送信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路の受信部側の端部には、無線信号伝送路からの直線偏波の無線信号を受信する直線偏波プローブを具備した受信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路には、直線偏波を円偏波に変換する第１の偏波変換部と、第１の偏波変換部による円偏波を直線偏波に変換する第２の偏波変換部が設けられている、
請求項６に記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
無線信号伝送路内を、ＴＭ01モードで無線伝送する、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１１】
無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号をＴＭ01モード以外で無線信号伝送路に送信する送信側の伝送路結合部が設けられており、
無線信号伝送路には、ＴＭ01モードを発生させるモード変換部が設けられており、
無線信号伝送路の受信部側の端部には、無線信号伝送路からのＴＭ01モード以外の無線信号とモード変換部で発生されたＴＭ01モードの無線信号とを受信する受信側の伝送路結合部が設けられている、
請求項１０に記載の信号伝送装置。
【請求項１２】
無線信号伝送路内は、直交する２つの偏波で無線伝送することにより、２つの信号を同一方向に伝送する又は双方向通信を行なう、
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１３】
連結部には、電力を無線又はスリップリング機構で伝送する電力伝送部が設けられている、
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項１４】
第１の筐体に収容され、伝送対象信号に基づいて生成された無線信号を送信する送信部と、
第２の筐体に収容され、送信部からの無線信号を受信して対応する電気信号を出力する受信部と、
第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに回転可能に連結する連結部と、
を備えており、
送信部と受信部との間で無線伝送が可能な信号伝送装置であって、
連結部には空洞が設けられており、
送信部には、無線信号を送信する伝送路結合部が設けられており、
受信部には、送信部からの無線信号を受信する伝送路結合部が設けられており、
送信部の伝送路結合部と受信部の伝送路結合部との間には、連結部の空洞を通るように配置され柔軟性を有する誘電体材料から成る伝送路によって、無線信号伝送路が形成されている、
信号伝送装置。
【請求項１５】
誘電体材料はシリコーン樹脂系の材料から成る、
請求項１４に記載の信号伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝送装置、電子機器、及び、信号伝送方法に関する。より詳細には、電子機器における複数の筐体間で信号伝送を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒンジ構造を利用した連結部により、複数の筐体を折畳み自在に連結したいわゆる折畳み型の電子機器がある。従来、連結部には、筐体間を接続するフレキシブルケーブルや細線同軸ケーブル等の電気配線を配して筐体間での信号インタフェースをとっていた（例えば特許第４０８２３５３号公報及び特許第４０７９１２６号公報の図２〜図４を参照）。しかしながら、電気配線による信号伝送では、ケーブルが劣化し切断する等の信頼性の問題があるし、伝送レートが上がると配線数が増える等の問題もある。
【０００３】
これに対して、電気配線によらない方法として、例えば特許第４０７９１２６号公報の図６〜図７及び特開２００９−２２２０８４号公報には、ヒンジ構造の連結部で光通信を利用して信号伝送を行なうことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０８２３５３号公報
【特許文献２】特許第４０７９１２６号公報
【特許文献３】特開２００９−２２２０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光通信を利用して信号伝送を行なう手法は、光の性質に対応した構成を取らざるを得ず、サイズが大きくなり、コストが掛かる等の難点がある。
【０００６】
本発明は、ヒンジ構造における信号伝送として、サイズ・コストの面の難点を解消できる、電気配線によらない新しい技術を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る信号伝送装置は、伝送対象信号を電波として送信する送信部と、送信部から送信された電波を受信し対応する電気信号を出力する受信部と、電子機器における第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに回転可能に連結する連結部とを備える。そして、連結部に、送信部と受信部との間で無線伝送が可能な無線信号伝送路が形成される。「無線伝送が可能」とは、電波を伝送可能であることを意味する。
【０００８】
好ましくは、ミリ波帯あるいはミリ波帯近傍の周波数帯（サブミリ波帯やセンチ波帯）を搬送信号に使用する。本発明の第１の態様に係る信号伝送装置の従属項に記載された各信号伝送装置は、本発明の第１の態様に係る信号伝送装置のさらなる有利な具体例を規定する。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る電子機器は、伝送対象信号に基づいて電波の周波数帯の電気信号を生成する送信側の信号処理部と、送信側の信号処理部で生成された電気信号を電波として送信する送信部と、送信部から送信された電波を受信し対応する電気信号を出力する受信部と、受信部から出力された電気信号に基づいて伝送対象信号を再生する受信側の信号処理部と、送信側の信号処理部を収容した第１の筐体と、受信側の信号処理部を収容した第２の筐体と、第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに回転可能に連結する連結部とを備え、連結部に、送信部と受信部との間で無線伝送が可能な無線信号伝送路が形成される。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る信号伝送方法は、電子機器における第１の筐体と第２の筐体とを中心軸の周りに回転可能に連結する連結部に無線信号伝送路を形成し、第１の筐体と第２の筐体との間で、電波により無線伝送を行なう。
【００１１】
要するに、本発明は、電子機器における第１の筐体（例えば、送信側の信号処理部が収容される）と、電子機器における第２の筐体（例えば、受信側の信号処理部が収容される）とを中心軸の周りに回転可能に連結するヒンジ構造体の連結部に、送信部と受信部との間で無線伝送が可能な無線信号伝送路を形成する。そして、本発明では、ヒンジ構造体の第１の筐体と第２の筐体との連結部を利用して無線信号伝送路を形成し、送受信間で電波（の周波数帯）で無線伝送を行なう。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の筐体と第２の筐体とを回転可能に連結する連結部における信号伝送を、電気配線や光によらずに、無線（電波）で実現できる。電波を利用するので無線通信技術を適用でき、電気配線を使用する場合の難点を解消できるし、又、光を利用する場合よりも簡単かつ安価な構成で、ヒンジ構造体の連結部における信号インタフェースを構築できる。サイズ・コストの面で、光を利用する場合よりも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１例の信号伝送装置を説明する図である。
【図２】図２は、第２例の信号伝送装置を説明する図である。
【図３】図３は、本実施形態のヒンジ構造体の基本を説明する図である。
【図４】図４は、本実施形態のヒンジ構造体の構成要素の組合せを説明する図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｂ）は本実施形態のヒンジ構造体に使用される送受信アンテナとしての直線偏波プローブ及び円偏波プローブを説明する図である。
【図６】図６は本実施形態のヒンジ構造体に使用される送受信アンテナとしての円環パッチアンテナの一構成例を説明する模式図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本実施形態のヒンジ構造体に使用される偏波変換部を説明する図（その１）である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本実施形態のヒンジ構造体に使用される偏波変換部を説明する図（その２）である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｂ）は、本実施形態のヒンジ構造体１００１に使用されるモード変換部１０４０を説明する図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、実施例１のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１１】図１１は、実施例１のヒンジ構造体に対する第１の変形例を説明する図である。
【図１２】図１２は、実施例１のヒンジ構造体に対する第２の変形例を説明する図である。
【図１３】図１３は、実施例１のヒンジ構造体に対する第３の変形例を説明する図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、実施例２のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１５】図１５は、実施例３のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１６】図１６は、実施例４のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｂ）は、実施例５のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１８】図１８は、実施例６のヒンジ構造体を説明する図である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｂ）は、実施例７のヒンジ構造体を説明する図である。
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｂ）は、実施例８のヒンジ構造体を説明する図である。
【図２１】図２１は、実施例９のヒンジ構造体を説明する図である。
【図２２】図２２は、実施例１０のヒンジ構造体を説明する図である。
【図２３】図２３（Ａ）〜図２３（Ｃ）は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第１の製品例を説明する図である。
【図２４】図２４は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第１の製品例に対する第１変形例を説明する図である。
【図２５】図２５は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第１の製品例に対する第２変形例を説明する図である。
【図２６】図２６は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第１の製品例に対する第３変形例を説明する図である。
【図２７】図２７は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第２の製品例を説明する図である。
【図２８】図２８は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第３の製品例を説明する図である。
【図２９】図２９は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第４の製品例を説明する図である。
【図３０】図３０は、ヒンジ構造体が適用される電子機器の第５の製品例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。各機能要素について形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，Ｃ，…等のように大文字のアルファベットの参照子を付して記載し、特に区別しないで説明する際にはこの参照子を割愛して記載する。図面においても同様である。
【００１５】
説明は以下の順序で行なう。
１．全体概要
２．通信処理系統：第１例
３．通信処理系統：第２例
４．ヒンジ構造体：基本構成
５．送受信アンテナ：直線偏波用、円偏波用、円環パッチアンテナ
６．偏波変換部
７．モード変換部
８．具体的な適用例
実施例１：両端に直線偏波プローブ、導波管内に偏波変換部を配し円偏波伝送
実施例２：片端に直線偏波プローブ、導波管内に偏波変換部を配し円偏波伝送
実施例３：導波管内でモード変換
実施例４：両端に円環パッチアンテナ
実施例５：両端に直線偏波プローブ、導波管内を直線偏波伝送
実施例６：直交する２つの偏波を使用して多重伝送
実施例７：周波数分割多重により多重伝送
実施例８：導波管長が伸縮可能
実施例９：信号の無線伝送＋電力の無線伝送
実施例１０：信号の無線伝送＋電力はスリップリング機構で伝送
実施例１１：電子機器への適用事例
【００１６】
＜全体概要＞
［信号伝送装置、信号伝送方法］
本発明の第１の態様〜第３の態様と対応する本実施形態の構成においては、伝送対象信号を電波として送信する送信部と、送信部から送信された電波を受信し対応する電気信号を出力する受信部とを信号伝送装置やヒンジ構造体や電子機器に備える。
【００１７】
電子機器における第１の筐体には例えば、送信側の信号処理部を収容し、電子機器における第２の筐体には例えば、受信側の信号処理部を収容する。中心軸の周りに第１の筐体と第２の筐体とを回転可能に連結する連結部を設ける。連結部は、第１の筐体と第２の筐体とを通常の使用時に着脱不可能な構成でもよいし、第１の筐体と第２の筐体とを着脱可能な構成で、使用時に第１の筐体と第２の筐体とを装着する構成でもよい。
【００１８】
そして、ヒンジ構造体の連結部に送信部と受信部との間で無線伝送が可能な無線信号伝送路を形成する。つまり、電子機器における第１の筐体（例えば、送信側の信号処理部を収容）と第２の筐体（例えば、受信側の信号処理部を収容）とを中心軸の周りに回転可能に連結するヒンジ構造体を利用して、そのヒンジ構造体に設けられる連結部において、送受信間で電波の周波数帯で無線伝送を行なう。好ましくは、ヒンジ構造体の第１の筐体と第２の筐体との連結部に設けられた空洞を利用して無線信号伝送路を形成し、送受信間で電波の周波数帯で無線伝送を行なう。信号伝送に電波を使用すれば、電気配線や光を使用する場合の問題は起きない。
【００１９】
電波の周波数帯（換言すると搬送周波数）としては、好ましくは、ミリ波帯（波長が１〜１０ミリメートル）を主に使用するとよい。又、ミリ波帯に限らず、より波長の短い例えばサブミリ波帯（波長が０．１〜１ミリメートル）やより波長の長いセンチ波帯（波長が１〜１０ｃｍ）等、ミリ波帯近傍を使用する場合にも適用可能である。例えば、周波数分割多重方式を採用する場合に、使用する搬送周波数の数が多くなりミリ波帯だけでは要求される通信帯域を確保できないときには、サブミリ波帯〜ミリ波帯、ミリ波帯〜センチ波帯、あるいはサブミリ波帯〜ミリ波帯〜センチ波帯を使用する。信号伝送装置のサイズを小さくする点では、センチ波帯よりも、ミリ波帯やサブミリ波帯を使用するのが好適である。
【００２０】
信号伝送にミリ波帯あるいはその近傍を使用すれば、他の電気配線に対して妨害を与えずに済み、電気配線（例えばフレキシブルプリント配線）を信号伝送に使ったときのようなＥＭＣ対策の必要性が低くなる。ミリ波帯あるいはその近傍を使用すれば、電気配線（例えばフレキシブルプリント配線）を使ったときよりもデータレートを大きくとれるので、高精細化やフレームレートの高速化による画像信号の高速化等、高速・高データレートの伝送にも簡単に対応できる。
【００２１】
好ましくは、ヒンジ構造体の第１の筐体と第２の筐体との連結部に形成された空洞に、送信部と受信部とを繋ぐ導波路部を設け、無線信号伝送路を、導波路部内に形成するとよい。導波路部を空洞に設けるに当たっては、連結部の中心軸と同軸芯で直線状に導波路部を設けもよいし、導波路が屈曲部を有するとともに、屈曲部に、送受信間で電波の経路を変更する反射部を備えるようにしてもよい。
【００２２】
導波路部を空洞に設けるに当たっては、導波路部をなす導波管を配置するとよい。無線信号伝送路は導波管内に形成される。連結部に形成される空洞そのものを無線信号伝送路として利用する場合よりも、電波の不規則な反射を防止できる。この場合において、連結部の中心軸と同軸芯で直線状に導波管を設ける場合には、連結部の中心軸と同軸芯の第１の導波管と、連結部の中心軸を中心に第１の導波管に対して相対的に回転可能な第２の導波管とを有するものとするよい。この場合、無線信号伝送路は、第１の導波管内と第２の導波管内とに形成される。
【００２３】
導波路部をなす導波管を空洞に設けるに当たっては、導波管内に誘電体素材を詰め込むとより好ましい。この場合、多重反射を抑制できるし、管径を小型化できる。
【００２４】
導波路部をなす導波管を空洞に設けるに当たって、導波管内に誘電体素材を詰め込む場合には、好ましくは、誘電体素材の外周を覆うように金属素材の薄膜を被覆する表面処理（いわゆる金属メッキ）を施すとよい。この場合、導波管を軽量化できる。
【００２５】
導波路部をなす導波管を空洞に設けるに当たっては、導波管の送信部側の端部には無線信号を無線信号伝送路に送信する伝送路結合部を設け、導波管の受信部側の端部には無線信号伝送路から無線信号を受信する伝送路結合部を設ける。そして、導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の少なくとも一方には（より好ましくは両端部には）、無線信号を伝送路結合部側へ反射させる終端部材を設けるとよい。この場合、終端部材により反射波も利用できる構造とすることで、感度アップを図ることができる。
【００２６】
導波路部をなす導波管を空洞に設けるに当たっては、導波管の送信部側の端部には無線信号を無線信号伝送路に送信する伝送路結合部を設け、導波管の受信部側の端部には無線信号伝送路から無線信号を受信する伝送路結合部を設ける。そして、導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の少なくとも一方は（より好ましくは両端部は）開放端とし、開放端の近傍には伝送路結合部や導波管から放射される無線信号を吸収する吸収部材を設てもよい。この場合、漏れ電波を吸収部材に吸収させることで、不要反射を防止できる。
【００２７】
尚、導波管の端部の一方に終端部材を設け、他方は開放端とし、その開放端の近傍に吸収部材を設てもよい。つまり、導波管の送信部側の端部には無線信号を無線信号伝送路に送信する伝送路結合部を設け、導波管の受信部側の端部には無線信号伝送路から無線信号を受信する伝送路結合部を設ける。そして、導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の一方には無線信号を伝送路結合部側へ反射させる終端部材を設け、導波管の送信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側と導波管の受信部側の端部の無線信号伝送路とは反対側の他方を開放端とし、その開放端の近傍には伝送路結合部や導波管から放射される無線信号を吸収する吸収部材を設けるとよい。
【００２８】
ヒンジ構造体における連結部の回転角が小さいとき（９０度未満のとき）には、導波路内を直線偏波で伝送してもよい。即ち、ヒンジ構造体は、第１の筐体と第２の筐体とを開閉中心軸の周りに９０度未満の範囲で開閉可能である場合、無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号を直線偏波で無線信号伝送路に送信する直線偏波プローブを具備した送信側の伝送路結合部を設け、無線信号伝送路の受信部側の端部には無線信号伝送路からの直線偏波の無線信号を受信する直線偏波プローブを具備した受信側の伝送路結合部を設ける。そして、無線信号伝送路内を、直線偏波で無線伝送する。
【００２９】
ヒンジ構造体における連結部の回転角に左右されない（回転角の制限がない）構成とする場合には、導波路内（つまり無線信号伝送路内）を円偏波で伝送するとよい。
【００３０】
無線信号伝送路内を、円偏波で無線伝送する構成とするに当たっては、基本的には次の３つの態様を採り得る。説明の理解の容易化のために、「送信側の信号処理部及び送信部」と「受信部及び受信側の信号処理部」の一方が固定部に搭載され、「送信側の信号処理部及び送信部」と「受信部及び受信側の信号処理部」の他方が可動部に搭載され、固定部に対して可動部が開閉回転軸を中心に相対的に回転可能に構成されている場合で説明する。又、送信部と受信部とを纏めて通信部と記す。
【００３１】
１）固定部と可動部の両通信部の伝送路結合部に円偏波用のアンテナ（円偏波プローブ）を使用する。この場合は、無線信号伝送路については特段の対処は不要である。例えば、固定部から可動部への伝送の場合、固定部側の通信部の円偏波プローブから円偏波で無線信号伝送路に送信される。可動部側の通信部の円偏波プローブは、可動部が９０度以上に亘って回転する場合であっても、無線信号伝送路を伝搬してきた円偏波を何ら問題なく受信できる。可動部から固定部への逆方向の伝送の場合についても同様に考えればよい。
【００３２】
２）固定部と可動部の何れか一方の通信部の伝送路結合部に直線偏波用のアンテナ（直線偏波プローブ）を使用するとともに、固定部と可動部の他方の通信部の伝送路結合部に円偏波用のアンテナ（円偏波プローブ）を使用する。この場合は、無線信号伝送路については、導波管構造とし、円偏波と直線偏波を変換する偏波変換部を設ける。例えば、固定部側の通信部に直線偏波プローブが設けられ、可動部側の通信部に円偏波プローブが設けられている場合で説明する。固定部から可動部への伝送の場合、固定部側の通信部の直線偏波プローブから直線偏波で無線信号伝送路に送信される。その直線偏波は無線信号伝送路（導波管）に設けられている偏波変換部によって円偏波に変換される。この変換された円偏波が、無線信号伝送路を伝搬して、可動部側の通信部の円偏波プローブに到達する。したがって、可動部が９０度以上に亘って回転する場合であっても、無線信号伝送路を伝搬してきた円偏波を何ら問題なく受信できる。可動部から固定部への伝送の場合、可動部側の通信部の円偏波プローブから円偏波で無線信号伝送路に送信される。その円偏波は無線信号伝送路（導波管）に設けられている偏波変換部によって直線偏波に変換される。この変換された直線偏波が、無線信号伝送路を伝搬して、固定部側の通信部の直線偏波プローブに到達する。したがって、可動部が９０度以上に亘って回転する場合であっても、無線信号伝送路を伝搬してきた円偏波が偏波変換部により何ら問題なく直線偏波に変換され、固定部側では直線偏波を何ら問題なく受信できる。固定部側の通信部に円偏波プローブが設けられ、可動部側の通信部に直線偏波プローブが設けられている場合についても同様に考えればよい。
【００３３】
３）固定部と可動部の両通信部の伝送路結合部に直線偏波用のアンテナ（直線偏波プローブ）を使用する。この場合は、無線信号伝送路については、導波管構造とし、円偏波と直線偏波を変換する偏波変換部を偶数段設ける。つまり、直線偏波を円偏波に変換する第１の偏波変換部と第１の偏波変換部で変換された円偏波を直線偏波に変換（戻す）する第２の偏波変換部を設ける。この関係があればよいので、第１の偏波変換部と第２の偏波変換部の対が複数組あってもよい。固定部から可動部への伝送の場合、固定部側の通信部の直線偏波プローブから直線偏波で無線信号伝送路に送信される。その直線偏波は無線信号伝送路（導波管）に設けられている第１の偏波変換部によって円偏波に変換される。この変換された円偏波がさらに無線信号伝送路（導波管）に設けられている第２の偏波変換部によって直線偏波に変換される（戻される）。この第２の偏波変換部によって変換された直線偏波が、無線信号伝送路を伝搬して、可動部側の通信部の直線偏波プローブに到達する。従って、可動部が９０度以上に亘って回転する場合であっても、一方の通信部から無線信号伝送路を伝搬してきた直線偏波が第１の偏波変換部により何ら問題なく円偏波に変換され、さらに、第２の偏波変換部により何ら問題なく直線偏波に変換され、他方の通信部の直線偏波プローブで直線偏波を何ら問題なく受信できる。
【００３４】
無線信号伝送路内は、ＴＭ01モードで無線伝送してもよい。この場合、ＴＭ01モードで無線信号伝送路に電波を入射するアンテナ（プローブ）を無線信号伝送路の送信部側の端部の伝送路結合部に設け、又、無線信号伝送路を伝搬したＴＭ01モードの電波を受信するプローブを受信部側の端部の伝送路結合部に設けてもよい。あるいは、無線信号伝送路の送信部側の端部には、無線信号をＴＭ01モード以外（例えばＴＥ11モード）で無線信号伝送路に送信する送信側の伝送路結合部を設け、無線信号伝送路の受信部側の端部には、無線信号伝送路からのＴＭ01モード以外（例えばＴＥ11モード）の無線信号とＴＭ01モードの無線信号とを受信する受信側の伝送路結合部を設け、無線信号伝送路にはＴＭ01モードを発生させるモード変換部を設けてもよい。ＴＥ11モードは偏波が存在するため、直線偏波では、ヒンジを回転させ、送受のアンテナが直交すると受信できなくなるが、ＴＭ01モードには偏波が存在しないためヒンジを回転させても受信できる。
【００３５】
無線信号伝送路内は、直交する２つの偏波で無線伝送することにより、信号の多重通信を行なってもよい。信号の多重通信としては、２つの信号を同一方向に伝送する態様と、双方向通信を行なう態様とがある。この場合、伝送路結合部に円偏波プローブを使用するか、伝送路結合部に直偏波プローブを使用しつつ無線信号伝送路に偏波変換部を使用するかに拘わらず、送受信間では、第１の伝送対象の信号を右旋円偏波の無線信号にして無線信号伝送路（特に第１の導波管と第２の導波管との間）を介して伝送するとともに、第２の伝送対象の信号を左旋円偏波の無線信号にして無線信号伝送路（特に第１の導波管と第２の導波管との間）を介して伝送する。
【００３６】
時分割多重又は周波数分割多重により信号の多重通信を行なってもよい。信号の多重通信としては、複数の信号を同一方向に伝送する態様と、双方向通信を行なう態様とがある。例えば、時分割多重で送受信を切り替えることで半二重の双方向通信を行なう。この場合、送信側と受信側のそれぞれの信号処理部は、送受信タイミングを時分割で切り替える切替部を有し、１系統の無線信号伝送路を使用して半二重による双方向の伝送を行なう。周波数分割多重で同時送受信を行なう全二重の双方向通信を行なってもよい。この場合、送信側と受信側は、送信の無線信号の周波数と受信の無線信号の周波数を異ならせ、１系統の無線信号伝送路を使用して全二重による双方向の伝送を行なう。時分割多重で複数系統の信号を切り替えて信号伝送を行なってもよい。この場合、送信側には複数の伝送対象の信号を時分割処理により１系統に纏めて伝送を行なうための多重化処理部を設け、受信側には無線信号伝送路を介して受け取った１系統の無線信号を各系統に分ける単一化処理部を設ける。周波数分割多重で複数系統の信号を同時伝送してもよい。この場合、送信側には複数の伝送対象の信号に関して無線信号の周波数をそれぞれ異ならせて１系統の無線信号伝送路で伝送を行なうための多重化処理部を設け、受信側の信号処理部には無線信号伝送路を介して受け取った１系統の無線信号を各系統に分ける単一化処理部を設ける。
【００３７】
好ましくは、送信部あるいは受信部と対応する信号処理部は同一基板に配置され対応する筐体内に配置されているとよい。即ち、送信側の信号処理部と送信部が第１の基板に配置されて第１の筐体内に設けられており、受信側の信号処理部と受信部が第２の基板に配置されて第２の筐体内に設けられているとよい。
【００３８】
好ましくは、送信部と受信部との間の無線信号伝送路の伝送特性が既知であるものとする。そして、送信部の前段の送信側の信号処理部及び受信部の後段の受信側の信号処理部の少なくとも一方について、予め定められた信号処理用の設定値を信号処理部に入力する設定値処理部を備えるとよい。例えば、１つの筐体内の送信部と受信部の配置位置が変化しない場合（機器内通信の場合）や、送信部（及び送信側の信号処理部）と受信部（及び受信側の信号処理部）のそれぞれが各別の筐体内に配置される場合でも使用状態のときの送信部と受信部の配置位置が予め定められた状態となる場合（比較的近距離の機器間の無線伝送の場合）のように、送受信間の伝送条件が実質的に変化しない（つまり固定である）環境下においては、送受信間の伝送特性を予め知ることができる。
【００３９】
送受信間の伝送条件が実質的に変化しない（つまり固定である）環境下においては、信号処理部の動作を規定する設定値を固定値として扱っても、つまり、パラメータ設定を固定にしても、信号処理部を不都合なく動作させることができる。信号処理用の設定値を予め定められた値（つまり固定値）にすることでパラメータ設定を動的に変化させずに済むので、パラメータ演算回路を削減できるし、消費電力を削減することもできる。機器内や比較的近距離の機器間の無線伝送においては通信環境が固定されるため、通信環境に依存する各種回路パラメータを予め決定することができるし、伝送条件が固定である環境下においては、信号処理部の動作を規定する設定値を固定値として扱っても、つまり、パラメータ設定を固定にしても、信号処理部を不都合なく動作させることができる。例えば、工場出荷時に最適なパラメータを求めておき、パラメータを装置内部に保持しておくことで、パラメータ演算回路の削減や消費電力の削減を行なうことができる。信号処理のパラメータ設定としては種々のものがある。例えば、信号増幅回路（振幅調整部）のゲイン設定（信号振幅設定）や位相調整量の設定や周波数特性の設定等もある。ゲイン設定は、送信電力設定や復調機能部に入力される受信レベル設定や自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）等に利用されるし、位相調整量の設定は、搬送信号やクロックを別送する系で送信信号の遅延量に合わせて位相を調整する場合に利用されるし、周波数特性の設定は、送信側で予め低域周波数成分や高域周波数成分の振幅を強調する場合に利用される。
【００４０】
本発明の第２の態様に係るヒンジ構造体と対応する本実施形態の構成においては、電源供給もヒンジ構造体の連結部に、第１の筐体と第２の筐体との間で電力を無線又はスリップリング機構で伝送する電力伝送部を設けるとよい。無線で電力伝送を行なう場合には、電磁コイルを用いない方式（電波受信型）と、電磁コイルを用いる方式（電磁誘導型及び共鳴型）の内の電磁コイルを用いる方式を採用すると好ましい。
【００４１】
尚、第１の筐体と第２の筐体とを無線信号（電波）の伝達が可能な誘電体素材で構成すれば、第１の筐体と第２の筐体とを、無線信号伝送路として利用して、送受信間で電波の周波数帯で無線伝送を行なうこともできる。この場合、第１の筐体と第２の筐体の全体を無線信号（電波）の伝達に好適な誘電体素材で構成することは必須ではなく、送受信間を結ぶ経路の部分のみ無線信号（電波）の伝達に好適な誘電体素材で構成してもよい。つまり、筐体を構成する通常の誘電体素材中の送受信間を結ぶ経路の部分のみに、無線信号（電波）の伝達に好適な誘電体素材を埋め込んでもよい。
【００４２】
［電子機器］
本発明の第２の態様に係る電子機器と対応する本実施形態の構成においては、いわゆる機器内の信号伝送を行なう第１例の電子機器としてもよいし、いわゆる機器間の信号伝送を行なう第２例の電子機器としてもよい。例えば、第１例の電子機器は、いわゆる機器内の信号伝送に関するものであり、伝送対象信号を無線信号として送信する第１の通信部（送信部と送信側の信号処理部を備える）と、第１の通信部（の送信部）から送信された無線信号を受信する第２の通信部（受信部と受信側の信号処理部を備える）、及び、送信部と受信部との間で無線伝送を可能にする無線信号伝送路が１つの筐体内における予め定められた箇所に配置された構成とする。
【００４３】
第２例の電子機器は、いわゆる機器間の信号伝送に関するものであり、伝送対象信号を無線信号として送信する第１の通信部（送信部と送信側の信号処理部を備える）が１つの筐体内における予め定められた送信箇所に配置されている第１の電子機器と、第１の通信部（の送信部）から送信された無線信号を受信する第２の通信部（受信部と受信側の信号処理部を備える）が１つの筐体内における予め定められた受信箇所に配置されている第２の電子機器とを備えて、１つの電子機器の全体が構成されている。そして、第１の電子機器と第２の電子機器が定められた位置に配置されたとき、第１の通信部（の送信部）と第２の通信部（の受信部）との間に無線伝送を可能にする無線信号伝送路が形成されるようになっている。
【００４４】
つまり、本発明の第２の態様に係る電子機器と対応する本実施形態の構成においては、各部がひとつの筐体内に収容された状態の装置構成で１つの電子機器とすることもできるし、複数の装置（電子機器）の組合せで１つの電子機器の全体が構成されることもある。本実施形態の信号伝送装置は、第１の筐体と第２の筐体との接続部分にヒンジ構造を利用した連結部をなすヒンジ構造体に利用される。又、ヒンジ構造体は、例えば、携帯電話機、ノートパソコン（ノート型パーソナルコンピュータ）、ビデオムービー、電子ブック、電子辞書、電子手帳、携帯型のゲーム機器等のように、折畳み自在に連結部を介して連結して構成されるような折畳み型の電子機器に適用することができる。
【００４５】
以下で説明する本実施形態の信号伝送装置では、ミリ波帯（波長が１〜１０ミリメートル）の搬送周波数を主に使用するものとして説明するが、ミリ波帯に限らず、サブミリ波帯やセンチ波帯等、ミリ波帯近傍の搬送周波数を使用する場合にも適用可能である。
【００４６】
通信装置を構成する場合、送信側（つまり第１の通信部）単独の場合と、受信側（つまり第１の通信部）単独の場合と、送信側と受信側の双方を有する場合とがある。送信側と受信側は無線信号伝送路（例えばミリ波信号伝送路）を介して結合されミリ波帯で信号伝送を行なうように構成される。伝送対象の信号を広帯域伝送に適したミリ波帯域に周波数変換して伝送する。但し、如何なる場合でも、第１の通信部と受信部の組（対）で、信号伝送装置を構成する。周波数分割多重によるマルチチャネル伝送を行なう場合には、第１の通信部と受信部の組（対）を複数設ける。
【００４７】
そして、比較的近距離に配置された第１の通信部と受信部の間では、伝送対象の信号をミリ波信号に変換してから、このミリ波信号をミリ波信号伝送路を介して伝送する。本実施形態の「無線伝送」とは、伝送対象の信号を一般的な電気配線（単純なワイヤー配線）ではなく無線（電波：この例ではミリ波）で伝送することを意味する。
【００４８】
「比較的近距離」とは、放送や一般的な無線通信で使用される野外（屋外）での通信装置間の距離に比べて距離が短いことを意味し、伝送範囲が閉じられた空間として実質的に特定できる程度のものであればよい。「閉じられた空間」とは、その空間内部から外部への電波の漏れが少なく、逆に、外部から空間内部への電波の到来（侵入）が少ない状態の空間を意味し、典型的にはその空間全体が電波に対して遮蔽効果を持つ筐体（ケース）で囲まれた状態である。例えば、１つの電子機器の筐体内での基板間通信や同一基板上でのチップ間通信や、一方の電子機器に他方の電子機器が装着された状態のように複数の電子機器が一体となった状態での機器間の通信が該当する。「一体」は、装着によって両電子機器の連結部分にヒンジ構造体が構成されるように完全に接触した状態である。
【００４９】
以下では、１つの電子機器の筐体内での信号伝送を機器内信号伝送或いは筐体内信号伝送と称し、複数の電子機器が装着されて一体となった状態での信号伝送を機器間信号伝送と称する。機器内信号伝送の場合は、送信側の通信装置（通信部：送信部）と受信側の通信装置（通信部：受信部）が同一筐体内に収容され、通信部（送信部と受信部）間に無線信号伝送路が形成された信号伝送装置が電子機器そのものとなり得る。一方、機器間信号伝送の場合、送信側の通信装置（通信部：送信部）と受信側の通信装置（通信部：受信部）がそれぞれ異なる電子機器の筐体内に収容され、両電子機器が定められた位置に配置され一体となったときに両電子機器内の通信部（送信部と受信部）間に無線信号伝送路が形成されて信号伝送装置が構築される。
【００５０】
無線信号伝送路を挟んで設けられる各通信装置においては、送信系統と受信系統が対となって組み合わされて配置される。各通信装置に送信系統と受信系統を併存させることで双方向通信ができる。各通信装置に送信系統と受信系統を併存させる場合、一方の通信装置と他方の通信装置との間の信号伝送は片方向（一方向）のものでもよいし双方向のものでもよい。例えば、第１の通信装置が送信側となり第２の通信装置が受信側となる場合には、第１の通信装置に送信機能をなす第１の通信部が配置され第２の通信装置に受信機能をなす受信部が配置される。第２の通信装置が送信側となり第１の通信装置が受信側となる場合には、第２の通信装置に送信機能をなす第１の通信部が配置され第１の通信装置に受信機能をなす受信部が配置される。
【００５１】
第１の通信部は、例えば、伝送対象の信号を信号処理してミリ波帯の電気信号を生成する送信側の信号生成部（伝送対象の電気信号をミリ波帯の電気信号に変換する信号変換部）と、ミリ波帯の無線信号を伝送する無線信号伝送路（例えばミリ波信号伝送路）に送信側の信号生成部で生成されたミリ波帯の電気信号を結合させる送信側の信号結合部を送信部に備えるものとする。好ましくは、送信側の信号生成部は、伝送対象の信号を生成する機能部と一体であるのがよい。
【００５２】
例えば、送信側の信号生成部は変調回路を有し、変調回路が伝送対象の信号（ベースバンド信号）を変調する。送信側の信号生成部は変調回路によって変調された後の信号を周波数変換してミリ波帯の電気信号を生成する。原理的には、伝送対象の信号をダイレクトにミリ波帯の電気信号に変換してもよい。送信側の信号結合部は、送信側の信号生成部によって生成されたミリ波帯の電気信号を無線信号（電磁波、電波）に変換して無線信号伝送路としてのミリ波信号伝送路に供給する。
【００５３】
第２の通信部は例えば、無線信号伝送路としてのミリ波信号伝送路を介して伝送されてきたミリ波帯の無線信号を受信し電気信号に変換する受信側の信号結合部を受信部に備えるとともに、受信側の信号結合部により受信され電気信号に変換されたミリ波帯の電気信号（入力信号）を信号処理して通常の電気信号（伝送対象の信号、ベースバンド信号）を生成（復元、再生）する受信側の信号生成部（ミリ波の信号を伝送対象の電気信号に変換する信号変換部）を備えるものとする。好ましくは、受信側の信号生成部は、伝送対象の信号を受け取る機能部と一体であるのがよい。例えば、受信側の信号生成部は復調回路を有し、ミリ波帯の電気信号を周波数変換して出力信号を生成し、その後、復調回路が出力信号を復調することで伝送対象の信号を生成する。原理的には、ミリ波帯の電気信号からダイレクトに伝送対象の信号に変換してもよい。
【００５４】
つまり、信号インタフェースをとるに当たり、伝送対象の信号に関して、無線信号により接点レスやケーブルレスで伝送する（電気配線での伝送でない）。好ましくは、少なくとも信号伝送（特に高速伝送や大容量伝送が要求される映像信号や高速のクロック信号等）に関しては、ミリ波帯等の無線信号により伝送する。要するに、従前は電気配線によって行なわれていた信号伝送を本実施例では無線信号（電波）により行なう。ミリ波帯等の無線信号で信号伝送を行なうことで、ギガビット毎秒〔Ｇｂｐｓ〕オーダーの高レートの信号伝送を実現することができるし、無線信号の及ぶ範囲を容易に制限でき、この性質に起因する効果も得られる。
【００５５】
ここで、各信号結合部は、第１の通信部と受信部が無線信号伝送路（例えばミリ波信号伝送路）を介して無線信号（ここではミリ波帯の無線信号）が伝送可能となるようにするものであればよい。例えばアンテナ構造（アンテナ結合部）を備えるものとしてもよいし、アンテナ構造を具備せずに結合をとるものでもよい。「ミリ波の信号を伝送するミリ波信号伝送路」等の無線信号伝送路は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、無線信号（電磁波、電波）を伝送路中に閉じ込めつつ無線信号を伝送させる構造（無線信号閉込め構造、例えばミリ波閉込め構造）を持つものがよい。無線信号閉込め構造を積極的に利用することで、例えば電気配線のように無線信号伝送路の引回しを任意に確定することができる。このような無線信号閉込め構造のものとしては、例えば、典型的にはいわゆる導波管が該当するが、これに限らない。例えば、無線信号を伝送可能な誘電体素材で構成されたもの（誘電体伝送路や無線信号誘電体内伝送路と称する）や、伝送路を構成し、且つ、無線信号の外部放射を抑える遮蔽材が伝送路を囲むように設けられその遮蔽材の内部が中空の中空導波路がよい。誘電体素材や遮蔽材に柔軟性を持たせることで、ヒンジ構造体の空洞内において自由に無線信号伝送路の引回しが可能となる。空気（いわゆる自由空間）の場合、各信号結合部はアンテナ構造をとることになり、そのアンテナ構造によって近距離の空間中を信号伝送することになる。一方、誘電体素材で構成されたものとする場合は、アンテナ構造をとることもできるが、そのことは必須でない。
【００５６】
［電気配線による信号伝送と無線伝送との対比］
電気配線を介して信号伝送を行なう信号伝送では、次のような問題がある。
i）伝送データの大容量・高速化が求められるが、電気配線の伝送速度・伝送容量には限界がある。
ii）伝送データの高速化の問題に対応するため、配線数を増やして、信号の並列化により一信号線当たりの伝送速度を落とす手法がある。しかしながら、この手法では、入出力端子の増大に繋がってしまう。その結果、プリント基板やケーブル配線の複雑化、コネクタ部や電気的インタフェースの物理サイズの増大等が求められ、それらの形状が複雑化し、これらの信頼性が低下し、コストが増大する等の問題が起こる。
iii）映画映像やコンピュータ画像等の情報量の膨大化に伴い、ベースバンド信号の帯域が広くなるに従って、ＥＭＣ（電磁環境適合性）の問題がより顕在化してくる。例えば、電気配線を用いた場合は、配線がアンテナとなって、アンテナの同調周波数に対応した信号が干渉される。又、配線のインピーダンスの不整合等による反射や共振によるものも不要輻射の原因となる。このような問題を対策するために、電子機器の構成が複雑化する。
iv）ＥＭＣの他に、反射があると受信側でシンボル間での干渉による伝送エラーや妨害の飛び込みによる伝送エラーも問題となってくる。
【００５７】
これに対して、電気配線ではなく無線（例えばミリ波帯を使用）で信号伝送を行なう場合、配線形状やコネクタの位置を気にする必要がないため、レイアウトに対する制限があまり発生しない。ミリ波による信号伝送に置き換えた信号については配線や端子を割愛できるので、ＥＭＣの問題から解消される。一般に、通信装置内部で他にミリ波帯の周波数を使用している機能部は存在しないため、ＥＭＣの対策が容易に実現できる。送信側の通信装置と受信側の通信装置を近接した状態での無線伝送となり、固定位置間や既知の位置関係の信号伝送であるため、次のような利点が得られる。
【００５８】
１）送信側と受信側の間の伝搬チャネル（導波構造）を適正に設計することが容易である。
２）送信側と受信側を封止する伝送路結合部の誘電体構造と伝搬チャネル（ミリ波信号伝送路の導波構造）を併せて設計することで、自由空間伝送より、信頼性の高い良好な伝送が可能になる。
３）無線伝送を管理するコントローラの制御も一般の無線通信のように動的にアダプティブに頻繁に行なう必要はないため、制御によるオーバーヘッドを一般の無線通信に比べて小さくすることができる。その結果、制御回路や演算回路等で使用する設定値 （いわゆるパラメータ）を定数（いわゆる固定値）にすることができ、小型、低消費電力、高速化が可能になる。例えば、製造時や設計時に無線伝送特性を校正し、個体のばらつき等を把握すれば、そのデータを参照できるので、信号処理部の動作を規定する設定値は、プリセットや静的な制御にできる。その設定値は信号処理部の動作を概ね適正に規定するから、簡易な構成かつ低消費電力でありながら、高品位の通信が可能になる。
【００５９】
又、波長の短いミリ波帯での無線通信にすることで、次のような利点が得られる。
ａ）ミリ波通信は通信帯域を広く取れるため、データレートを大きくとることが簡単にできる。
ｂ）伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数から離すことができ、ミリ波とベースバンド信号の周波数の干渉が起こり難い。
ｃ）ミリ波帯は波長が短いため、波長に応じてきまるアンテナや導波構造を小さくできる。加えて、距離減衰が大きく回折も少ないため電磁シールドが行ない易い。
ｄ）通常の野外での無線通信では、搬送波の安定度については、干渉等を防ぐため、厳しい規制がある。そのような安定度の高い搬送波を実現するためには、高い安定度の外部周波数基準部品と逓倍回路やＰＬＬ（位相同期ループ回路）等が用いられ、回路規模が大きくなる。しかしながら、ミリ波は（特に固定位置間や既知の位置関係の信号伝送との併用時は）、容易に遮蔽でき、外部に漏れないようにできる。安定度を緩めた搬送波で伝送された信号を受信側で小さい回路で復調するのには、注入同期方式を採用するのが好適である。
【００６０】
例えば、比較的近距離（例えば１０数センチ以内）に配置されている電子機器間や電子機器内での高速信号伝送を実現する手法として、例えばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）が知られている。しかしながら、最近のさらなる伝送データの大容量高速化に伴い、消費電力の増加、反射等による信号歪みの影響の増加、不要輻射の増加（いわゆるＥＭＩの問題）、等が問題となる。例えば、映像信号（撮像信号を含む）やコンピュータ画像等の信号を機器内や機器間で高速（リアルタイム）に伝送する場合にＬＶＤＳでは限界に達してきている。
【００６１】
データの高速伝送に対応するため、配線数を増やして、信号の並列化により一信号線当たりの伝送速度を落としてもよい。しかしながら、この対処では、入出力端子の増大に繋がってしまう。その結果、プリント基板やケーブル配線の複雑化や半導体チップサイズの拡大等が求められる。又、高速・大容量のデータを配線で引き回すことでいわゆる電磁界障害が問題となる。
【００６２】
ＬＶＤＳや配線数を増やす手法における問題は何れも、電気配線により信号を伝送することに起因している。そこで、電気配線により信号を伝送することに起因する問題を解決する手法として、電気配線を無線化して伝送する手法（特に電波で信号伝送を行なう手法）を採ってもよい。電気配線を無線化して伝送する手法としては例えば、筐体内の信号伝送を無線で行なうとともに、ＵＷＢ（Ultra Wide Band ）通信方式を適用してもよいし（第１の手法と記す）、波長の短い（１〜１０ミリメートル）ミリ波帯の搬送周波数を使用してもよい（第２の手法と記す）。しかしながら、第１の手法のＵＷＢ通信方式では、搬送周波数が低く、例えば映像信号を伝送するような高速通信に向かないし、アンテナが大きくなる等、サイズ上の問題がある。さらに、伝送に使う周波数が他のベースバンド信号処理の周波数に近いため、無線信号とベースバンド信号との間で干渉が起こり易いという問題点もある。又、搬送周波数が低い場合は、機器内の駆動系ノイズの影響を受け易く、その対処が必要になる。これに対して、第２の手法のように、より波長の短いミリ波帯の搬送周波数を使用すると、アンテナサイズや干渉の問題を解決し得る。
【００６３】
ここでは、ミリ波帯で無線通信を行なう場合で説明したが、その適用範囲はミリ波帯で通信を行なうものに限定されない。ミリ波帯を下回る周波数帯（センチ波帯）や、逆にミリ波帯を超える周波数帯（サブミリ波帯）での通信を適用してもよい。ただし、筐体内信号伝送や機器間信号伝送においては、過度に波長が長くも短くもないミリ波帯を主に使用するのが効果的である。
【００６４】
以下、本実施例の信号伝送装置やヒンジ構造体や電子機器について具体的に説明する。最も好適な例として、多くの機能部が半導体集積回路（チップ、例えばＣＭＯＳのＩＣ）に形成されている例で説明するが、このことは必須でない。
【００６５】
＜通信処理系統：第１例＞
図１は、第１例の信号伝送装置を説明する図であり、特に、第１例の信号伝送装置の信号インタフェースを機能構成面から示している。
【００６６】
［機能構成］
図１に示すように、第１例の信号伝送装置１Ａは、第１の無線機器の一例である第１通信装置１００Ａと第２の無線機器の一例である第２通信装置２００Ａが無線信号伝送路９を介して結合されミリ波帯を主とする無線信号を利用して信号伝送を行なうように構成されている。図では、第１通信装置１００Ａ側に送信系統を設け、第２通信装置２００Ａに受信系統を設けた場合で示している。
【００６７】
第１通信装置１００Ａにはミリ波帯送信に対応した半導体チップ１０３が設けられ、第２通信装置２００Ａにはミリ波帯受信に対応した半導体チップ２０３が設けられている。本実施形態では、ミリ波帯での伝送対象となる信号を、高速性や大容量性が求められる信号のみとし、その他の低速・小容量で十分なものや電源等直流と見なせる信号に関してはミリ波信号への変換対象としない。これらミリ波信号への変換対象としない信号（電源を含む）については、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やケーブル等の電気配線を使用する、或いはスリップリング等の機構的な接続を使用する等、従前と同様の手法で基板間の信号の接続をとる。ミリ波に変換する前の元の伝送対象の電気信号を纏めてベースバンド信号と称する。高速性や大容量性が求められる信号の他に、その他の低速・小容量で十分なものをミリ波で伝送してもよい。
【００６８】
［第１通信装置］
第１通信装置１００Ａは、基板１０２上に、ミリ波帯送信に対応した半導体チップ１０３と伝送路結合部１０８が搭載されている。半導体チップ１０３は、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７（ミリ波信号生成部）を一体化したＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）である。
【００６９】
半導体チップ１０３は伝送路結合部１０８と接続される。伝送路結合部１０８は、電気信号を無線信号に変換して無線信号伝送路９に送信する送信部の一例であり、例えば、アンテナ結合部やアンテナ端子やマイクロストリップ線路やアンテナ等を具備するアンテナ構造が適用される。伝送路結合部１０８と無線信号伝送路９との結合箇所が送信箇所である。
【００７０】
ＬＳＩ機能部１０４は、第１通信装置１００Ａの主要なアプリケーション制御を司るもので、例えば、相手方に送信したい各種の信号を処理する回路が含まれる。
【００７１】
信号生成部１０７（電気信号変換部）は、ＬＳＩ機能部１０４からの信号をミリ波信号に変換し、無線信号伝送路９を介した信号送信制御を行なうための送信側信号生成部１１０を有する。送信側信号生成部１１０と伝送路結合部１０８で送信系統（送信部：送信側の通信部）が構成される。
【００７２】
送信側信号生成部１１０は、入力信号を信号処理してミリ波の信号を生成するために、多重化処理部１１３、パラレルシリアル変換部１１４、変調部１１５、周波数変換部１１６、増幅部１１７を有する。増幅部１１７は、入力信号の大きさを調整して出力する振幅調整部の一例である。変調部１１５と周波数変換部１１６は纏めていわゆるダイレクトコンバーション方式のものにしてもよい。
【００７３】
多重化処理部１１３は、ＬＳＩ機能部１０４からの信号の内で、ミリ波帯での通信の対象となる信号が複数種（Ｎ１とする）ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重等の多重化処理を行なうことで、複数種の信号を１系統の信号に纏める。例えば、高速性や大容量性が求められる複数種の信号をミリ波での伝送の対象として、１系統の信号に纏める。
【００７４】
パラレルシリアル変換部１１４は、パラレルの信号をシリアルのデータ信号に変換して変調部１１５に供給する。変調部１１５は、伝送対象信号を変調して周波数変換部１１６に供給する。パラレルシリアル変換部１１４は、本実施例を適用しない場合に、パラレル伝送用の複数の信号を使用するパラレルインタフェース仕様の場合に備えられ、シリアルインタフェース仕様の場合は不要である。
【００７５】
変調部１１５としては、基本的には、振幅・周波数・位相の少なくとも１つを伝送対象信号で変調するものであればよく、これらの任意の組合せの方式も採用し得る。例えば、アナログ変調方式であれば、例えば、振幅変調（ＡＭ：Amplitude  Modulation）とベクトル変調がある。ベクトル変調として、周波数変調（ＦＭ：Frequency Modulation）と位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）がある。デジタル変調方式であれば、例えば、振幅遷移変調（ＡＳＫ：Amplitude shift keying）、周波数遷移変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）、位相遷移変調（ＰＳＫ：Phase Shift Keying）、振幅と位相を変調する振幅位相変調（ＡＰＳＫ：Amplitude Phase Shift Keying）がある。振幅位相変調としては直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）が代表的である。
【００７６】
周波数変換部１１６は、変調部１１５によって変調された後の伝送対象信号を周波数変換してミリ波の電気信号を生成して増幅部１１７に供給する。ミリ波の電気信号とは、概ね３０〜３００ギガヘルツ〔ＧＨｚ〕の範囲のある周波数の電気信号をいう。「概ね」と称したのはミリ波通信による効果が得られる程度の周波数であればよく、下限は３０ギガヘルツに限定されず、上限は３００ギガヘルツに限定されないことに基づく。
【００７７】
周波数変換部１１６としては様々な回路構成を採り得るが、例えば、周波数混合回路（ミキサー回路）と局部発振回路とを備えた構成を採用すればよい。局部発振回路は、変調に用いる搬送波（キャリア信号、基準搬送波）を生成する。周波数混合回路は、パラレルシリアル変換部１１４からの信号で局部発振回路が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の伝送信号を生成して増幅部１１７に供給する。
【００７８】
増幅部１１７は、周波数変換後のミリ波の電気信号を増幅して伝送路結合部１０８に供給する。増幅部１１７には図示しないアンテナ端子を介して双方向の伝送路結合部１０８に接続される。
【００７９】
伝送路結合部１０８は、送信側信号生成部１１０によって生成されたミリ波の信号を無線信号伝送路９に送信する。伝送路結合部１０８は、アンテナ結合部で構成される。アンテナ結合部は伝送路結合部１０８（信号結合部）の一例やその一部を構成する。アンテナ結合部とは、狭義的には半導体チップ内の電子回路と、チップ内又はチップ外に配置されるアンテナを結合する部分をいい、広義的には、半導体チップと無線信号伝送路９を信号結合する部分をいう。例えば、アンテナ結合部は、少なくともアンテナ構造を備える。アンテナ構造は、無線信号伝送路９との結合部における構造をいい、ミリ波帯の電気信号を電磁波（電波）に変換して無線信号伝送路９に結合させるものであればよく、アンテナそのもののみを意味するものではない。
【００８０】
無線信号伝送路９は、自由空間伝送路として、例えば筐体内の空間を伝搬する構成にしてもよい。又、好ましくは、導波管、伝送線路、誘電体線路、誘電体内等の導波構造で構成し、ミリ波帯域の電磁波を伝送路に閉じ込める構成にして、効率よく伝送させる特性を有するものとするのが望ましい。例えば、一定範囲の比誘電率と一定範囲の誘電正接を持つ誘電体素材を含んで構成された誘電体伝送路９Ａにするとよい。例えば、筐体内の全体に誘電体素材を充填することで、伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間には、自由空間伝送路ではなく誘電体伝送路９Ａが配される。又、伝送路結合部１０８のアンテナと伝送路結合部２０８のアンテナの間を誘電体素材で構成されたある線径を持つ線状部材である誘電体線路で接続することで誘電体伝送路９Ａを構成してもよい。ミリ波信号を伝送路に閉じ込める構成の無線信号伝送路９としては、誘電体伝送路９Ａの他に、伝送路の周囲が遮蔽材で囲まれその内部が中空の中空導波路としてもよい。
【００８１】
［第２通信装置］
第２通信装置２００Ａは、基板２０２上に、ミリ波帯受信に対応した半導体チップ２０３と伝送路結合部２０８が搭載されている。半導体チップ２０３は、ＬＳＩ機能部２０４と信号生成部２０７（ミリ波信号生成部）を一体化したＬＳＩである。図示しないが、第１通信装置１００Ａと同様に、ＬＳＩ機能部２０４と信号生成部２０７を一体化しない構成にしてもよい。
【００８２】
半導体チップ２０３は伝送路結合部１０８と同様の伝送路結合部２０８と接続される。伝送路結合部２０８は、無線信号伝送路９を介して伝送された無線信号を電気信号に変換する受信部の一例であり、伝送路結合部１０８と同様のものが採用され、無線信号伝送路９からミリ波帯の無線信号を受信し電気信号に変換して受信側信号生成部２２０に出力する。伝送路結合部２０８と無線信号伝送路９との結合箇所が受信箇所である。
【００８３】
信号生成部２０７（電気信号変換部）は、無線信号伝送路９を介した信号受信制御を行なうための受信側信号生成部２２０を有する。受信側信号生成部２２０と伝送路結合部２０８で受信系統（受信部：受信側の通信部）が構成される。
【００８５】
受信側信号生成部２２０は、伝送路結合部２０８によって受信したミリ波の電気信号を信号処理して出力信号を生成するために、増幅部２２４、周波数変換部２２５、復調部２２６、シリアルパラレル変換部２２７、単一化処理部２２８を有する。増幅部２２４は、入力信号の大きさを調整して出力する振幅調整部の一例である。周波数変換部２２５と復調部２２６は纏めていわゆるダイレクトコンバーション方式のものにしてもよい。
【００８６】
伝送路結合部２０８には受信側信号生成部２２０が接続される。受信側の増幅部２２４は、伝送路結合部２０８に接続され、アンテナによって受信された後のミリ波の電気信号を増幅して周波数変換部２２５に供給する。周波数変換部２２５は、増幅後のミリ波の電気信号を周波数変換して周波数変換後の信号を復調部２２６に供給する。復調部２２６は、周波数変換後の信号を復調してベースバンドの信号を取得しシリアルパラレル変換部２２７に供給する。
【００８７】
シリアルパラレル変換部２２７は、シリアルの受信データをパラレルの出力データに変換して単一化処理部２２８に供給する。シリアルパラレル変換部２２７は、パラレルシリアル変換部１１４と同様に、本実施例を適用しない場合に、パラレル伝送用の複数の信号を使用するパラレルインタフェース仕様の場合に備えられる。第１通信装置１００Ａと第２通信装置２００Ａの間の元々の信号伝送がシリアル形式の場合は、パラレルシリアル変換部１１４とシリアルパラレル変換部２２７を設けなくてもよい。
【００８８】
第１通信装置１００Ａと第２通信装置２００Ａの間の元々の信号伝送がパラレル形式の場合には、入力信号をパラレルシリアル変換して半導体チップ２０３側へ伝送し、又半導体チップ２０３側からの受信信号をシリアルパラレル変換することにより、ミリ波変換対象の信号数が削減される。
【００８９】
単一化処理部２２８は、多重化処理部１１３と対応するもので、１系統に纏められている信号を複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ）に分離する。例えば、１系統の信号に纏められている複数本のデータ信号を各別に分離してＬＳＩ機能部２０４に供給する。ＬＳＩ機能部２０４は、第２通信装置２００Ａの主要なアプリケーション制御を司るもので、例えば、相手方から受信した種々の信号を処理する回路が含まれる。
【００９０】
後述するヒンジ構造体１００１を電子機器内に組み込まずにヒンジ構造体１００１を具備したモジュールとして流通させる場合には、例えば図中において、第１通信装置１００Ａについては、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７の間に接続ＩＦ部１０９（ＩＦ：インタフェース）を設けて、その部分で基板１０２を２つに分け（図中の破線を参照）、ＬＳＩ機能部１０４側の基板と信号生成部１０７、伝送路結合部１０８側の基板を接続ＩＦ部２０９で接続すればよい。可動部１００４側についても、ＬＳＩ機能部２０４を信号生成部２０７、伝送路結合部２０８側と分離してもよい。すなわち、第２通信装置２００については、ＬＳＩ機能部２０４と信号生成部２０７の間に接続ＩＦ部２０９を設けて、その部分で基板２０２を２つに分け（図中の破線を参照）、ＬＳＩ機能部２０４側の基板と信号生成部２０７、伝送路結合部２０８側の基板を接続ＩＦ部２０９で接続するようにすればよい。接続ＩＦ部１０９や接続ＩＦ部２０９としては、例えばワイヤーハーネスを使用する。
【００９１】
図示しないが、本実施例の第１通信装置１００Ａや第２通信装置２００Ａには、予め定められた信号処理用の設定値を、第１通信装置１００Ａや第２通信装置２００Ａを構成する各機能部（特に信号処理部として機能するもの）に入力する設定値処理部を設けてもよい。設定値処理部の構成としては、例えば、設定値決定部と、設定値記憶部と、動作制御部とを具備したものとする。設定値決定部は、半導体チップ１０３や半導体チップ２０３の各機能部の動作（換言すると第１通信装置１００Ａや第２通信装置２００Ａの全体動作）を指定するための設定値（変数、パラメータ）を決定する。設定値を決定する処理は、例えば、工場での製品出荷時に行なう。設定値記憶部は、設定値決定部により決定された設定値を記憶する。動作制御部は、設定値記憶部から読み出した設定値に基づいて半導体チップ１０３の各機能部（この例では、変調部１１５、周波数変換部１１６、増幅部１１７等）や半導体チップ２０３の各機能部（この例では、増幅部２２４、周波数変換部２２５、復調部２２６等）を動作させる。
【００９２】
設定値処理部は、半導体チップ１０３が搭載されている基板１０２上や半導体チップ２０３が搭載されている基板２０２上に備えてもよいし、基板１０２や基板２０２とは別の基板に搭載されていてもよい。又、設定値処理部は、半導体チップ１０３や半導体チップ２０３の外部に備えてもよいが、半導体チップ１０３や半導体チップ２０３に内蔵してもよく、この場合は、設定値処理部は制御対象となる各機能部（半導体チップ１０３では変調部１１５、周波数変換部１１６、増幅部１１７、半導体チップ２０３では増幅部２２４、周波数変換部２２５、復調部２２６）が搭載されている基板１０２や基板２０２と同一の基板に搭載されることになる。
【００９３】
［双方向通信への対応］
信号生成部１０７と伝送路結合部１０８や信号生成部２０７と伝送路結合部２０８はデータの双方向性を持つ構成にすることで、双方向通信にも対応できる。例えば、信号生成部１０７や信号生成部２０７には、それぞれ受信側の信号生成部、送信側の信号生成部を設ける。伝送路結合部１０８や伝送路結合部２０８は、送信側と受信側に各別に設けてもよいが、送受信に兼用されるものとすることもできる。
【００９４】
ここで示す「双方向通信」は、ミリ波の伝送チャネルである無線信号伝送路９が１系統（一芯）の一芯双方向伝送となる。この実現には、時分割多重（ＴＤＤ：Time Division Duplex）を適用する半二重方式、周波数分割多重（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）等の何れをも採用し得る。
【００９５】
［接続と動作］
入力信号を周波数変換して信号伝送するという手法は、放送や無線通信で一般的に用いられている。これらの用途では、どこまで通信できるか（熱雑音に対してのＳ／Ｎの問題）、反射やマルチパスにどう対応するか、妨害や他チャンネルとの干渉をどう抑えるか等の問題に対応できるような比較的複雑な送信器や受信器等が用いられている。
【００９６】
これに対して、本実施形態で使用する信号生成部１０７と信号生成部２０７は、放送や無線通信で一般的に用いられる複雑な送信器や受信器等の使用周波数に比べて、より高い周波数帯のミリ波帯を主に使用するので、波長λが短いため、周波数の再利用がし易く、近傍に配置された多くのデバイス間での通信をするのに適したものが使用される。
【００９７】
本実施形態では、従来の電気配線を利用した信号インタフェースとは異なり、前述のようにミリ波帯で信号伝送を行なうことで高速性と大容量に柔軟に対応できるようにしている。例えば、高速性や大容量性が求められる信号のみをミリ波帯での通信の対象としており、装置構成によっては、第１通信装置１００Ａと第２通信装置２００Ａは、低速・小容量の信号用や電源供給用に、従前の電気配線によるインタフェース（端子・コネクタによる接続）を一部に備えることになる。
【００９８】
信号生成部１０７は、予め定められた信号処理を行なう信号処理部の一例であり、この例では、ＬＳＩ機能部１０４から入力された入力信号を信号処理してミリ波の信号を生成する。信号生成部１０７は、例えば、マイクロストリップライン、ストリップライン、コプレーナライン、スロットライン等の伝送線路で伝送路結合部１０８に接続され、生成されたミリ波の信号が伝送路結合部１０８を介して無線信号伝送路９に電磁波（電波、無線信号）となって供給される。
【００９９】
伝送路結合部１０８は、アンテナ構造を有し、伝送されたミリ波の電気信号を電磁波に変換し、電磁波を送出する機能を有する。伝送路結合部１０８は無線信号伝送路９と結合されており、無線信号伝送路９の一方の端部に伝送路結合部１０８で変換された電磁波が供給される。無線信号伝送路９の他端には第２通信装置２００Ａ側の伝送路結合部２０８が結合されている。無線信号伝送路９を第１通信装置１００Ａ側の伝送路結合部１０８と第２通信装置２００Ａ側の伝送路結合部２０８の間に設けることにより、無線信号伝送路９にはミリ波帯を主とする電磁波が伝搬する。
【０１００】
無線信号伝送路９には第２通信装置２００Ａ側の伝送路結合部２０８が結合されている。伝送路結合部２０８は、無線信号伝送路９の他端に伝送された電磁波を受信し、ミリ波の信号に変換して信号生成部２０７（ベースバンド信号生成部）に供給する。信号生成部２０７は、予め定められた信号処理を行なう信号処理部の一例であり、この例では、変換されたミリ波の信号を信号処理して出力信号（ベースバンド信号）を生成しＬＳＩ機能部２０４へ供給する。
【０１０１】
ここまでは第１通信装置１００Ａから第２通信装置２００Ａへの信号伝送の場合で説明したが、第１通信装置１００Ａと第２通信装置２００Ａをともに双方向通信へ対応した構成にすることで、第２通信装置２００ＡのＬＳＩ機能部２０４からの信号を第１通信装置１００Ａへ伝送する場合も同様に考えればよく双方向にミリ波の信号を伝送できる。
【０１０２】
＜通信処理系統：第２例＞
図２は、第２例の信号伝送装置を説明する図であり、特に、第２例の信号伝送装置の信号インタフェースを機能構成面から示している。
【０１０３】
第２例の信号伝送装置１Ｂでは、第１例の信号伝送装置１Ａ（接続ＩＦ部１０９や接続ＩＦ部２０９は割愛して示す）をベースに、パワー伝送を要する電源に関しても無線で伝送する。つまり、第２通信装置２００Ｂ側で使用する電力を無線により第１通信装置１００Ｂから供給する構成を追加している。
【０１０４】
第１通信装置１００Ｂは、第２通信装置２００Ｂにて使用される電力を無線で供給する送電端末の一例である電力供給部１７４を備える。電力供給部１７４の構成については後述する。第２通信装置２００Ｂは、第１通信装置１００Ｂ側から無線で伝送されてきた電力を受け取る受電端末の一例である電力受取部２７８（電力受電装置）を備える。送電側の電力供給部１７４と受電側の電力受取部２７８とを纏めて電力回路と称し、電力供給部１７４と電力受取部２７８とにより第１通信装置１００と第２通信装置２００との間で電力を無線で伝送する電力伝送部（換言すると非接触電力伝送装置）が構成される。電力受取部２７８の構成については後述するが、何れの方式でも、電力受取部２７８は、第２通信装置２００Ｂ側で使用する電源電圧を生成し、それを半導体チップ２０３等に供給する。機能構成的には、電力も無線で伝送する点が第１例と異なるだけであるので、その他の点については説明を割愛する。
【０１０５】
電力給電装置（電力供給装置、送電端末）から電力受電装置（受電端末）に対して非接触で電力を伝送する方法が種々提案されている。非接触で電力を伝送する方法は、「非接触給電」、「ワイヤレス給電」、「ワイヤレス電力伝送」等と称される。非接触電力伝送の原理は、電磁エネルギを利用するものであり、放射型（電波受信型、電波収穫型）と非放射型に大別される。放射型は、さらにマイクロ波型とレーザ型に区別され、非放射型はさらに電磁誘導型と共鳴型（電磁共鳴型とも称する）に区別される。各方式の何れかを用いれば、電気配線や端子を介したインタフェースが完全に不要となり、ケーブルレスの装置構成にできる。電源を含む全ての信号を、第１通信装置１００Ｂから第２通信装置２００Ｂへ無線で伝送できる。
【０１０６】
電波受信型は、電波のエネルギを利用するもので、電波を受信することで得られる交流波形を、整流回路により直流電圧に変換するものである。周波数帯によらず（例えばミリ波でもよい）電力を伝送できる利点がある。図示を割愛するが、電力を無線で供給する電力供給部（送信側）には、ある周波数帯の電波を送信する送信回路を設ける。電力供給部より無線で電力を受け取る電力受取部（受信側）には、受信した電波を整流する整流回路を設ける。送信電力にもよるが、受信電圧は小さく、整流回路に使用する整流ダイオードとしては順方向電圧ができるだけ小さなもの（例えばショットキーダイオード）を使用するのが好ましい。整流回路の前段に共振回路を構成して、電圧を大きくしてから整流するようにしてもよい。一般的な野外での使用における電波受信型においては送信電力の多くが電波として拡散するため電力伝送効率が低くなるが、伝送範囲を制限できる構成（例えば閉込め構造のミリ波信号伝送路）と組み合わせることで、その問題を解消できると考えられる。
【０１０７】
電磁誘導型は、コイルの電磁結合と誘導起電力を利用する。図示を割愛するが、電力を無線で供給する電力供給部（送電側、１次側）には、１次コイルを設け、この１次コイルを比較的高い周波数で駆動する。電力供給部より無線で電力を受け取る電力受取部（受電側、２次側）には、１次コイルと対向する位置に２次コイルを設けるとともに、整流ダイオード、共振及び平滑用のコンデンサ等を設ける。例えば、整流ダイオードと平滑用のコンデンサで整流回路を構成する。１次コイルを高周波数で駆動すると、１次コイルと電磁結合された２次コイルに誘導起電力が発生する。この誘導起電力に基づき、整流回路により直流電圧を作り出す。この際、共振効果を利用して受電効率を高めるようにする。電磁誘導型を採用する場合には、電力供給部と電力受取部の間を近接させ、その間（具体的には１次コイルと２次コイルの間）には他の部材（特に金属）が入り込まないようにするとともに、コイルに対して電磁遮蔽を採る。前者は、金属が加熱されるのを防止するためであり（電磁誘導加熱の原理による）、後者は他の電子回路への電磁障害対策のためである。電磁誘導型は、伝送可能な電力が大きいが、前述のように送受間を近接（例えば１ｃｍ以下）させる必要がある。
【０１０８】
共鳴型は、電力を供給する電力供給装置に備えられた共振器（共鳴素子）と、電力供給装置から供給される電力を受ける電力受電装置に備えられた共振器（共鳴素子）との間の電場又は磁場の共鳴（共振）による結合によって電力を伝送する方式である。つまり、共鳴型は、２つの振動子（振り子、音叉）が共振する現象と同じ原理を応用するもので、電磁波でなく電場又は磁場の一方での近接場における共鳴現象を利用する。固有振動数が同じ２つの振動子の一方（電力供給部に相当）を振動させた場合に、他方（電力受取部に相当）の振動子に小さな振動が伝達されるだけで、共鳴現象により大きく揺れ始める現象を利用する。電場の共鳴を利用する方式を以下では電界共鳴型と記述し、磁場の共鳴を利用する方式を以下では磁界共鳴型と記述する。尚、今日では、効率や伝送距離、位置ずれや角度ずれ等の側面で有利な電場又は磁場の共鳴を利用した「共鳴型」が着目されており、その中でも特に、生物体によるエネルギ吸収の影響の少ない（誘電体の損失の少ない）磁場の共鳴を利用する磁界共鳴型や磁気共鳴型と称される方式が注目されている。
【０１０９】
図示を割愛するが、電場での共鳴現象を利用する方式の場合は、電力を無線で供給する電力供給部（送電側）と、電力供給部より無線で電力を受け取る電力受取部（受電側）の双方には、誘電体を配置し、両者間で電場の共鳴現象が発生するようにする。アンテナには、誘電率が数１０〜１００超で（一般的なものより非常に高い）、誘電損失ができるだけ小さい誘電体を使用することと、特定の振動モードをアンテナに励起させることが肝要となる。例えば円板のアンテナを使用する場合、円板の周りの振動モードがｍ＝２または３のとき結合が最も強い。
【０１１０】
本実施形態では、電力伝送を無線で実現する手法としては、例えば、電波受信型、電磁誘導型、共鳴型等の何れをも採用できるが、図２は、磁場による共鳴型を採用した構成で示している。基本的には、電磁誘導型、電波受信型、共鳴型の何れも採用し得るのであるが、第２例の信号伝送装置１では、各方式の特徴を考慮して、図示のように、磁場の共鳴現象を利用する共鳴型を採用している。例えば、電磁誘導型の電力供給効率は、１次コイルの中心軸と２次コイルの中心軸が一致している場合が最大であり、軸ズレがあると効率が低下する。換言すると、１次コイルと２コイルの位置合わせ精度が電力伝送効率に大きく影響を与える。電子機器の種類にもよるが、送電側と受電側の相対位置が変動し得る形態の場合には、電磁誘導型の採用は難点がある。電波受信型や電場による共鳴型ではＥＭＩ（干渉）を考慮する必要がある。その点、磁場による共鳴型では、これらの問題から解放される。
【０１１１】
図２に示すように、磁場での共鳴現象を利用する方式の場合は、電力を無線で供給する電力供給部１７４（送電側）と、電力供給部１７４より無線で電力を受け取る電力受取部２７８（受電側）の双方に、ＬＣ共振器を配置し、両者間で磁場の共鳴現象が発生するようにする。例えば、ループ型のアンテナの一部をコンデンサの形状にし、ループ白身のインダクタンスと合わせてＬＣ共振器にする。Ｑ値（共鳴の強さ）を大きくすることができ、電力が共鳴用アンテナ以外に吸収される割合が小さい。そのため、磁場を利用する方式である点で電磁誘導型と似通ってはいるが、電力供給部１７４と電力受取部２７８の間を電磁誘導型よりも離した状態で数ｋＷの伝送も可能である点で全く異なる方式である。
【０１１２】
＜ヒンジ構造体：基本構成＞
図３〜図４は、本実施形態の信号伝送装置１が適用されるヒンジ構造体の基本を説明する図である。ここで、図３は、本実施形態のヒンジ構造体１００１（つまり信号伝送装置１の構造）の基本を説明する図である。図４は、本実施形態のヒンジ構造体１００１の構成要素の組合せを説明する図である。
【０１１３】
［概観］
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、本実施形態の信号伝送装置１が適用されるヒンジ構造体１００１は、固定部１００２と、回転部として機能する可動部１００４と、両者の間に介在し電波が伝播する伝送路（導波路）を構成する筒状の導波管１０１２（第１空洞部の一例）及び導波管１０１４（第２空洞部の一例）を備えている。導波管１０１２及び導波管１０１４は１つの導波管として一体化し導波路部として使用される。図示した例では、固定部１００２側の導波管１０１２の方が可動部１００４側の導波管１０１４よりも管長が長く設定されている。
【０１１４】
固定部１００２と可動部１００４は、固定部１００２に対して可動部１００４が相対的に回転可能な構造のものであればよく、固定部１００２が絶対的に位置固定のものであることを意味せず、固定部１００２も回転し、その回転する固定部１００２に対してさらに可動部１００４が回転する構造のものでもよい。双方の通信部の全体が相対的に回転可能な構成である必要はなく、要は、双方の通信部の送受信用の伝送路結合部近傍で相対的に回転可能になっていればよい。回転する部分と非回転部分との接続をどう取るかについては様々な手法が知られており、それら様々な手法が本実施形態に適用可能である。後述の各例でも同様である。
【０１１５】
「回転」は、全周（３６０度以上）に亘っての回転や無限回転（旋回）を禁じるものではないが、それらであることは必須としない。もちろん、全周（３６０度以上）に亘っての回転や無限回転を禁じるものではないが、ヒンジ構造体１００１はヒンジ機構により２つの筐体を折り畳む機能を持つものであり、通常は、「回転」は３６０度未満になる。ヒンジ構造体１００１は折畳み式の電子機器（例えば、携帯電話機、ノート型のパソコン、携帯型のゲーム機器、デジタルムービー等）において、連結機構を介して回動自在に２つの筐体を連結するために使用される。本実施形態では、この連結機構に空洞を設け、空洞を利用して電波（無線）で、一方の筐体から他方の筐体へと無線（電波）で信号伝送を行なう。
【０１１６】
可動部１００４に、可動部１００４の回転を駆動する回転駆動部１０６０を接続可能に構成することで、人手に依らずに自動回転可能に構成することもできる。この場合のヒンジ構造体１００１は、回転駆動部１０６０が接続可能なようになっていればよく、回転駆動部１０６０を含んで流通される場合もあるし、回転駆動部１０６０を含まずに流通される場合もある。
【０１１７】
導波管１０１２及び導波管１０１４は固定部１００２に固定されている。導波管１０１２及び導波管１０１４の断面形状は円（真円）であることが最適であるが、これには限定されず、円形に近ければよく、楕円や多角形（例えば８角形や１２角形等の角の数が比較的多いもの）でも許容される。但し、角の数が少ない場合（例えば３角形や４角形）は円形とは大きく異なるので好ましくはない。
【０１１８】
例えば、導波管１０１２及び導波管１０１４を円形導波管とする場合、基本モード（ＴＥ11モード）の遮断周波数Ｆｃ＝ｃ×１．８１４／（２×π×ａ）［Ｈｚ］で与えられる。ここで、「ｃ」は光速であり２．９９７９２４５８×１０＾８［ｍ／ｓ］、「ａ」は導波管の半径［ｍ］である。例えば、ａ＝１．７５ミリメートルのとき、Ｆｃ＝４９．４５８ギガヘルツ以上で使用可能となる。
【０１１９】
固定部１００２は、電子機器の一方の筐体に取り付け（固定）される。可動部１００４は、回転軸を中心に回動する部材であり、導波管１０１２及び導波管１０１４内に設けられた図示しない結合軸により固定部１００２に対してヒンジ構造をなすように回転自在に結合されている。好ましくは、導波管１０１２及び導波管１０１４の中心は、可動部１００４の回転軸の中心と一致させる。因みに、図示した構成例では、導波管１０１４、基板１２０２（基板１０２あるいは基板２０２と対応）、マイクロストリップ線路１０２４、終端部材１０９０が可動部１００４を構成する部材で、これらと図示しない一方の通信部を含む全体が、他方の通信部が搭載された固定部１００２に対して相対的に回転するようになっている。
【０１２０】
固定部１００２には回路部品を搭載する基板１１０２（基板１０２や基板２０２と対応）が設けられており、基板１１０２には伝送対象信号を無線（例えばセンチ波帯、ミリ波帯、サブミリ波帯）で他方に伝送するための送信部や受信部を備えた通信部（無線通信部：第１通信装置１００や第２通信装置２００と対応）が搭載される。同様に、可動部１００４には回路部品を搭載する基板１２０２が設けられており、基板１２０２には伝送対象信号を無線（例えばマイクロ波帯、ミリ波帯）で他方に伝送するための送信部や受信部を備えた通信部（無線通信部：第１通信装置１００や第２通信装置２００と対応）が搭載される。好ましくは、伝送周波数帯（搬送波の周波数帯）としてはミリ波帯を使用する。通信部としては前述の第１通信装置１００や第２通信装置２００が使用されるが、固定部１００２と可動部１００４のそれぞれに両方を備えることで双方向通信可能な構成になる。
【０１２１】
基板１１０２には、図示を割愛した送信部や受信部と電気的に接続された線路の一例であるマイクロストリップ線路１０２２を含む伝送路結合部１１０８が設けられる。同様に、基板１２０２には、図示を割愛した送信部や受信部と電気的に接続された線路の一例であるマイクロストリップ線路１０２４を含む伝送路結合部１２０８が設けられる。伝送路結合部１１０８や伝送路結合部１２０８は、伝送路結合部１０８や伝送路結合部２０８に対応する。例えば、導波管１０１２及び導波管１０１４側の先端には導波管１０１２及び導波管１０１４に電磁波を供給する又は受け取る伝送路結合部１１０８や伝送路結合部１２０８が設けられる。
【０１２２】
［導波管端部の処理］
固定部１００２と可動部１００４は、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部や導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部は、終端部材１０９０（ショートブロック、反射板）で終端してもよい。導波管１０１２と導波管１０１４とで構成される導波管の全体の片端もしくは両端において、反射成分により電波が強め合う位置に反射板の一例である終端部材１０９０を配置することで、進行波と反射波が強めあう効果により伝送効率を上げることができる。即ち、終端部材１０９０を用いた場合は、それによる反射波も送受信に利用でき感度が向上する。但し、導波管１０１２及び導波管１０１４内の多重反射により不要な定在波が管内に発生することが問題となり得る。
【０１２３】
導波管１０１２の導波管１０１４と反対側の端部は、開放のままでもよいし、開放としつつ近傍に伝送路結合部１１０８や導波管１０１２から放射される無線信号を吸収する吸収部材（電波吸収体１０９２）を配置してもよい。同様に、導波管１０１４の導波管１０１２と反対側の端部は、開放のままでもよいし、開放としつつ近傍に伝送路結合部１２０８や導波管１０１４から放射される無線信号を吸収する吸収部材（電波吸収体１０９２）を配置するようにしてもよい。導波管１０１２と導波管１０１４とで構成される導波管の全体の片端もしくは両端に電波吸収体１０９２を配置することで多重反射レベルや後進波レベルを下げることができる。即ち、開放端に電波吸収体１０９２を用いた場合は、反射波を送受信に利用することはできないが、端部から漏れる電波を吸収することができるので、外部への漏れを防ぐことができるし、導波管１０１２及び導波管１０１４内の多重反射レベルを下げることができるし、後進波を消去する（レベルを下げる）ことができる。
【０１２４】
［導波管周縁の処理］
導波管１０１２及び導波管１０１４は誘電体素材を詰める場合であっても、好ましくはその周縁部材を金属材料にすることが望ましい。要するに、電磁波の信号を伝送する信号伝送路は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、電磁波を伝送路中に閉じ込めつつ電磁波を伝送させる構造を持つものがよい。誘電体素材を詰め込んで誘電体挿入の導波管１０１２及び導波管１０１４を作る場合は、金属素材の筒状部材内に誘電体を詰め込むことも考えられるし、誘電体素材の外周を覆うように金属素材の薄膜を被覆する表面処理（金属メッキと称する）を施してもよい。誘電体素材の外周に金属メッキを施す構造では、小型化に加えて、金属材の筐体内に誘電体を詰め込む場合よりも軽量化ができる。つまり、誘電体円柱の外周に金属メッキを施すことにより、誘電体挿入円形導波管が作れ、これにより、小型化に加えて、軽量化ができる。一方、金属材の筒状部材内を誘電体素材で詰める構造では、金属メッキの場合よりも機械的強度を増すことができる。
【０１２５】
［導波管内部の処理］
導波管１０１２及び導波管１０１４内は無線信号伝送路として機能する。導波管１０１２及び導波管１０１４内は、中空（つまり内部に空気が存在する）でもよい。つまり、導波管１０１２及び導波管１０１４は、無線信号伝送路（例えばミリ波信号伝送路）を構成し、且つ、無線信号（電波）の外部放射を抑える遮蔽材（例えば金属材料）が伝送路を囲むように設けられ、遮蔽材の内部の伝送路が中空の中空導波路にしてもよい。
【０１２６】
但し、導波管１０１２及び導波管１０１４内は、好ましくは誘電体素材を詰めるのが望ましい。誘電体素材を詰めることで、導波管の断面サイズ（管径）を小さくすることができるし、導波管内の多重反射を抑制することができる。例えば、導波管１０１２及び導波管１０１４が円形導波管であるとした場合、詰め込む誘電体の比誘電率をεとすると、その導波管径は中空の場合に対して約１／√ε倍に小型化できる。又、送（受）信ポートの不整合による反射成分が導波管内で多重反射して、送（受）信ポートに悪影響を与えることがある。ここで、導波管内が空気の場合、通過損失が殆どないので、多重反射しても電力レベルが減衰せず悪影響が大きい。これに対して、損失のある（空気よりも損失の大きい）誘電体を詰め込むと、反射波の電力レベルが減衰していくので悪影響が抑えられる。
【０１２７】
導波管１０１２及び導波管１０１４の端部に終端部材１０９０を設ける場合や開放端とし電波吸収体１０９２を配置しない場合に、反射波の問題を防止するには、図１０（Ｂ）に点線で示すように、導波管１０１２内や導波管１０１４内に、無線信号の反射成分を吸収する吸収部材としての機能も持つ方向性結合部材１０９４（いわゆるアイソレータ、特にこの例では導波管タイプのもの）を配置してもよい。方向性結合部材１０９４は、導波管内を伝搬する電磁波のうち、進行波成分を通過させ反射波成分を吸収するので、反射の影響を減らすことができる。例えば、電波吸収体としてフェライトを利用したアイソレータを使用すれば、フェライトに特定の（ここでは吸収させたい方向の磁界）が印加されることで電波吸収作用が働く。これにより、送信側ではアンテナの負荷変動を回避できるし、受信側ではアンテナを介して進入する不要電波が受信回路に進入することによる弊害を防止できる。アイソレータとしては、例えば、分布定数型アイソレータと、より小型化が可能な集中定数型アイソレータとがあるが、この例では、分布定数型アイソレータともいえる導波管タイプのアイソレータを使用している。
【０１２８】
分布定数型アイソレータは、必要とするフェライトの大きさが周波数に反比例するが、ミリ波帯或いはその近傍の周波数帯で無線伝送することで、直径１ｃｍ以下のフェライトを使用でき素子（方向性結合部材１０９４）の小型化が可能である。小型ではあるが構成が複雑な集中定数型アイソレータを採用せずに、構成が簡易な導波管タイプの方向性結合部材１０９４を本実施形態のヒンジ構造体１００１に適用できる。
【０１２９】
［アンテナ構造］
伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８はアンテナ構造を備える。アンテナ構造は、導波管１０１２及び導波管１０１４内に構成される信号伝送路との結合部における構造をいい、ミリ波帯等の電気信号を電磁波に変換して無線信号伝送路に結合させるものであればよく、アンテナそのもののみを意味するものではない。例えば、アンテナ構造には、アンテナ端子、マイクロストリップ線路、アンテナを含み構成される。伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８の詳細については後述する。
【０１３０】
ここで、本実施形態の信号伝送装置１は、導波管１０１２及び導波管１０１４内では、好ましくは円偏波を使用して無線伝送を行なうとよい。送信側と受信側の各アンテナ（プローブ）が直線偏波で送信或いは受信するものであるとき、ヒンジ構造の回転角が小さいときには（例えば９０度以内、好ましくは４５度以内）、直線偏波のまま導波管内を伝送させても不都合なく受信できるが、回転角が大きくなり９０度を超えるようになると、直線偏波が回転することになるので、そのような直線偏波を直線偏波用のプローブで不都合なく受信するということはできない。直線偏波を使用する場合、送信側と受信側の各直線偏波の合致する位置を中心とした狭い範囲でしか送受信ができるに過ぎないと言ってよい。
【０１３１】
固定部１００２に対して可動部１００４を３６０度近くにまで回転させる場合でも、円偏波を使用して無線伝送を行なうと不都合なく送受信できる。即ち、導波管１０１２及び導波管１０１４内で円偏波を使用すれば、回転側で導波管を中心軸に対して３６０度まで回転しても通信が可能となる。加えて、ミリ波帯の無線信号を使用することで構造を小型化できる利点もある。
【０１３２】
導波管１０１２及び導波管１０１４内に円偏波を使用するには、伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８に円偏波プローブを使用する手法と、伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８に直線偏波プローブを使用しつつ導波管１０１２及び導波管１０１４内に直線偏波と円偏波の変換を行なう機能部（偏波変換部・円偏波発生器）を設ける手法を採り得、それらの組合せも考えられる。
【０１３３】
例えば、伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８は、双方ともが電磁波を直線偏波で導波管１０１２及び導波管１０１４に供給又は受け取る場合と、双方ともが電磁波を円偏波で導波管１０１２及び導波管１０１４に供給又は受け取る場合と、一方は直線偏波で他方は円偏波で導波管１０１２及び導波管１０１４に供給又は受け取る場合の３つの態様を採り得る。
【０１３４】
直線偏波とする場合には伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８には直線偏波発生器（直線偏波プローブ１０７０：図３（Ｃ））を直線偏波アンテナとして使用し、円偏波とする場合には伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８には円偏波発生器（円偏波プローブ１０８０：図３（Ｄ））を円偏波アンテナとして使用する。又、直線偏波で導波管１０１２内や導波管１０１４内に入射させつつ導波管１０１２と導波管１０１４との間を円偏波で伝達させる場合には、直線偏波と円偏波の変換を行なう偏波変換部１０３０（偏波変換装置：いわゆるポラライザ：Polarizers）を導波管１０１２及び導波管１０１４に設ける。
【０１３５】
図３（Ａ）では、偏波変換部１０３０として後述の第１例の偏波変換部１０３０Ａを導波管１０１２側に使用する場合で示している。図示しないが、導波管１０１２及び導波管１０１４の分割位置を変更して導波管１０１４側に偏波変換部１０３０を配置する、両導波管１０１２及び導波管１０１４に偏波変換部１０３０を設ける等、偏波変換部１０３０の配置に関しては様々な変形が可能である。
【０１３６】
又、直線偏波で導波管１０１２内や導波管１０１４内にＴＥモードで入射させつつ導波管１０１２と導波管１０１４との間をＴＭモードで伝達させるには、ＴＭモードに変換するモード変換部１０４０（図示せず、詳細は後述する）を導波管１０１２内及び導波管１０１４内に設ける。モード変換を行なう場合、所望のモード（例えばＴＭ01モード）だけでなく不要なモード成分（例えばＴＭ21モード）も発生し得るので、その場合は、その不要なモード成分を抑制する部材も併せて使用するとよい。
【０１３７】
又、導波管１０１２と導波管１０１４との間をＴＭモードで伝達させる他の方法としては、伝送路結合部１１０８や伝送路結合部１２０８として、導波管１０１２内や導波管１０１４内にＴＭモードそのもので入射させるアンテナ（例えば円環パッチアンテナ、詳細は後述する）を使用してもよい。例えば、ＴＥ11モードは偏波が存在するため、直線偏波では、ヒンジを回転させ、送受のアンテナが直交すると受信できなくなるが、ＴＭ01モードには偏波が存在しないためヒンジを回転させても受信できる。
【０１３８】
［組合せ例］
図４は、以上の各要素の組合せを纏めて表にしたもので、これより、本実施形態の信号伝送装置１として適用し得る組合せが理解される。図中の「ショートｏｒオープン」の項において、「ショート」は終端部材１０９０を用いる場合であり、「オープン」は端部を開放とする場合である。前述のように「オープン」時には電波吸収体１０９２を端部の近傍に配置するのが望ましい。「ショート（オープン）」はショート又はオープンの場合を意味し、「オープン（ショート）」はオープン又はショートを意味し、一方がショートのときは他方はオープンで、一方がオープンのときは他方はショートで組み合わされる。
【０１３９】
図中の「プローブ」の項において、「円」は円偏波プローブ１０８０を用いる場合であり、「直線」は直線偏波プローブ１０７０を用いる場合である。「直線（円）」は直線偏波プローブ１０７０又は円偏波プローブ１０８０を用いる場合を意味し、「円（直線）」は円偏波プローブ１０８０又は直線偏波プローブ１０７０を用いる場合を意味し、一方が直線偏波プローブ１０７０を用いるときは他方は円偏波プローブ１０８０を用い、一方が円偏波プローブ１０８０を用いるときは他方は直線偏波プローブ１０７０を用いて組み合わされる。
【０１４０】
「評価」の項では、「Ａ」〜「Ｅ」の順で相対的なランク付けをしており、「Ａ」が最適な組合せで、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅとなるほどに好ましくない問題点が顕在化する。例えば、導波管１０１２と導波管１０１４との間の無線伝送を円偏波で行なう構成例では、固定部１００２に対して可動部１００４が回転する回転角には制限がなく、大きい場合（９０度以上の場合）でも無線信号を何ら問題なく送受信できる。
【０１４１】
送受の双方に円偏波プローブ１０８０を使用し、かつ双方の端部に終端部材１０９０を配置する構成例１は、第１の通信部と、回転軸を中心に第１の通信部に対して相対的に回転可能な第２の通信部との間の無線伝送を円偏波で行なうことで、第１の通信部に対して第２の通信部が相対的に回転（エンドレス回転を含む）する構造をとる場合であっても、一方の通信部から発せられた無線信号を他方の通信部で何ら問題なく受信できる。導波管１０１２及び導波管１０１４には偏波変換部１０３０が不要であり構造がシンプルであるので、最も好ましい態様と考えられ「Ａ」にしている。この場合、終端部材１０９０で反射した電磁波の逃げ道が無いが、円偏波で伝搬することから、導波管１０１２や導波管１０１４内で多重反射があっても不要な定在波が現われる可能性が低い。但し、双方に使用される円偏波プローブ１０８０は直線偏波プローブ１０７０に比べると、プローブ設計が困難という難点はある。
【０１４２】
一方が直線偏波プローブ１０７０を使用し、他方が円偏波プローブ１０８０を使用し、双方の端部に終端部材１０９０を配置する構成例４は、導波管１０１２及び導波管１０１４の何れか一方には偏波変換部１０３０が必要で、構成例１よりも構造が複雑になるので「Ｂ」にしている。この場合、円偏波の軸比が低下しても他方は直線偏波であるから構成例１に比べて軸比特性で有利であるし、片方は円偏波プローブ１０８０よりもプローブ設計が容易な直線偏波プローブ１０７０を使用できる利点もある。又、終端部材１０９０で反射した電磁波の逃げ道が無いが、偏波変換部１０３０を介在することから、導波管１０１２及び導波管１０１４内で多重反射があっても不要な定在波が現われる可能性が低い。
【０１４３】
双方ともが「直線」で導波管１０１２及び導波管１０１４内に偏波変換部１０３０がない構成例１０〜１２は、ヒンジ構造の回転角が大きい場合（例えば９０度以上）には適さない組合せであるので「Ｅ」にしている。固定部１００２側から可動部１００４側に対して直線偏波の状態のままで電磁波が入射するか、可動部１００４側から直線偏波で電磁波が出射され固定部１００２側に入射する場合となり、円偏波を使用しないと、ヒンジ構造の回転角が９０度以上に亘る場合には送受信が不可能という状況に陥るからである。
【０１４４】
双方ともが「直線」で導波管１０１２内には偏波変換部１０３０があるが導波管１０１４内には偏波変換部１０３０がなく、双方の端部に終端部材１０９０を設ける構成例７は、好ましい組合せと言えないので「Ｅ」にしている。終端部材１０９０で反射した電磁波の逃げ道が無く、導波管１０１２及び導波管１０１４内の多重反射による不要な定在波が顕著に現われ得るからである。
【０１４５】
双方ともが「直線」であるが、両導波管１０１２及び導波管１０１４内に偏波変換部１０３０がある構成例１３〜構成例１５の内で、双方の端部に終端部材１０９０を配置する構成例１３は、構成例４と同様に、構成例１よりも構造が複雑になるので「Ｂ」にしている。この場合、円偏波の軸比が低下しても他方は直線偏波であるから構成例１に比べて軸比特性で有利であるが、導波管の全長が長くなる不利益がある。その一方で、双方ともに、円偏波プローブ１０８０よりもプローブ設計が容易な直線偏波プローブ１０７０を使用できる利点がある。又、終端部材１０９０で反射した電磁波の逃げ道が無いが、偏波変換部１０３０を介在することから、導波管１０１２内や導波管１０１４内で多重反射があっても不要な定在波が現われる可能性が低い。何れか一方又は双方の端部を開放端とする場合は、双方の端部に終端部材１０９０を配置する構成例１３よりも劣り、構成例２や構成例３と比べると導波管の全長が長くなる不利益があるので「Ｄ」としている。
【０１４６】
＜送受信アンテナ＞
図５及び図６は本実施形態のヒンジ構造体１００１に使用される送受信アンテナを説明する図である。ここで、図５（Ａ）は直線偏波プローブ１０７０の構成例を示し、図５（Ｂ）は円偏波プローブ１０８０の構成例を示す。図６は、円環パッチアンテナの一構成例を説明する模式図である。
【０１４７】
［直線偏波用］
直線偏波プローブ１０７０は、図５（Ａ）に示すように、筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４の基端側部分に、導波管１０１２及び導波管１０１４に対して垂直に差し込まれた直線状の棒状部材１０７２を送受信アンテナとして備えたものである。その構造から明らかなように、後述の円偏波プローブ１０８０に比べると、極めてシンプルなものである。ここでは図示しないが、後述の円偏波プローブ１０８０のように、導波管１０１２及び導波管１０１４の端部は、終端部材１０９０を設ける、開放端にする、又は開放端にしつつ近傍に電波吸収体１０９２を配置する。
【０１４８】
導波管１０１２及び導波管１０１４に対して直線状の棒状部材１０７２を垂直に差し込まれた状態とするに当たっては、例えば、誘電体素材（絶縁材料）で形成された平板状の基板１１０２及び基板１２０２の一主面部上に、いわゆるエッチング等の手段により、銅やその他の導体よる棒状部材１０７２をなす箔膜状の導体パターンを直線状に被着成膜することで形成される。つまり、直線偏波プローブ１０７０は、導体パターンで形成された棒状部材１０７２が基板１１０２及び基板１２０２の一平面上に形成されているため、薄型化が可能であり構成が簡素化されている。
【０１４９】
このような構造の直線偏波プローブ１０７０（直線偏波発生器）は、直線偏波送信アンテナとして使用することができる。即ち、授受端１０７６より直線偏波状態の発信信号が供給されることにより、棒状部材１０７２を介して、基板１１０２及び基板１２０２の主面部に垂直な方向に、つまり導波管１０１２及び導波管１０１４の前端側方向に直線偏波を放射する。又、直線偏波プローブ１０７０は直線偏波受信アンテナとしても使用することができる。即ち、直線偏波プローブ１０７０を直線偏波受信アンテナとして使用する場合は、直線偏波プローブ１０７０は、導波管１０１２及び導波管１０１４の前端側より基板１１０２及び基板１２０２の主面に対し垂直方向に入射する直線偏波を棒状部材１０７２により受信し、授受端１０７６より直線偏波状態の受信信号として出力する。
【０１５０】
［円偏波用］
円偏波プローブ１０８０は、図５（Ｂ）に示すように、筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４の基端側部分に、導波管１０１２及び導波管１０１４に対して垂直に差し込まれた複数の直線部材の組合せでなるクランク状部材１０８２を送受信アンテナとして備えたものである。例えば、クランク状部材１０８２は第１〜第６の直線部材１０８２_1〜１０８２_6の組合せで構成されるものとする。このような構造の円偏波プローブ１０８０は、例えば、特開平０５−２８３９０２号公報に開示されている。
【０１５１】
導波管１０１２及び導波管１０１４に対してクランク状部材１０８２を垂直に差し込まれた状態とするに当たっては、例えば、誘電体素材（絶縁材料）で形成された平板状の基板１１０２及び基板１２０２の一主面部上にクランク状部材１０８２をなすクランク状の導体パターンを形成することで実現することにする。
【０１５２】
クランク状をなす各直線部材１０８２_1〜１０８２_6（の導体パターン）の寸法は、波長λに応じて、次のように設定する。先ず、第１直線部材１０８２_1は、基端側が波長λの電磁信号の授受端１０８６（受信端又は送信端）となされた長さが略３／８λのものとする。授受端は、基板１１０２及び基板１２０２上に形成されるマイクロストリップ線路１０２２及びマイクロストリップ線路１０２４に延設されて接続される。
【０１５３】
第２直線部材１０８２_2は、第１直線部材１０８２_1の先端部より第１直線部材１０８２_1に連続され第１直線部材１０８２_1に対して垂直な一側方向に延在され長さが略１／８λのものとする。第３直線部材１０８２_3は、第２直線部材１０８２_2の先端部より第２直線部材１０８２_2に連続され第１直線部材１０８２_1に平行に第１直線部材１０８２_1の先端側方向に延在され長さが略１／４λのものとする。第４直線部材１０８２_4は、第３直線部材１０８２_3の先端部より第３直線部材１０８２_3に連続され第３直線部材１０８２_3に対して垂直な他側方向に延在され長さが略１／４λのものとする。第５直線部材１０８２_5は、第４直線部材１０８２_4の先端部より第４直線部材１０８２_4に連続され第１直線部材１０８２_1に平行に第１直線部材１０８２_1の先端側方向に延在され長さが略１／４λのものとする。第６直線部材１０８２_6は、第５直線部材１０８２_5の先端部より第５直線部材１０８２_5に連続され第５直線部材１０８２_5に対して垂直な一側方向に延在され長さが略１／８λのものとする。
【０１５４】
クランク状部材１０８２は、第４直線部材１０８２_4を中心として、第２直線部材１０８２_2と第６直線部材１０８２_6が、又、第３直線部材１０８２_3と第５直線部材１０８２_5が、それぞれ互いに回転対称な位置及び形状を有して形成されている。
【０１５５】
このように、円偏波プローブ１０８０は、基板１１０２及び基板１２０２上に、いわゆるエッチング等の手段で、第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6を順次連設して略クランク形状をなすように、銅やその他の導体よる箔膜状の導体パターンにより被着成膜することで形成される。
【０１５６】
クランク状部材１０８２をなす導体パターン（第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）の幅は、信号の伝送ロスを勘案して、波長λに応じて予め決められた幅に設定される。又、この例においては、一側方向を基板１１０２及び基板１２０２に向かって右側方向とし、他側方向を基板１１０２及び基板１２０２に向かって左側方向としている。
【０１５７】
このような構造のクランク状部材１０８２を具備する円偏波プローブ１０８０は、導波管１０１２及び導波管１０１４内に配設されて使用される。即ち、基板１１０２及び基板１２０２は、導体パターンが形成された部分を基板１１０２及び基板１２０２内に位置させて配設される。基板１１０２及び基板１２０２は、前端側が開放され後端側が閉塞された筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４内にクランク状部材１０８２をなす導体パターン（第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）を位置させた状態で、主面部を導波管１０１２及び導波管１０１４の軸心に垂直として、この導波管１０１２及び導波管１０１４内に配設される。基板１１０２及び基板１２０２は、一部を導波管１０１２及び導波管１０１４の外方側に導出される。基板１１０２及び基板１２０２の導波管１０１２及び導波管１０１４の外方側に導出された部分には、マイクロストリップ線路１０２２及びマイクロストリップ線路１０２４が形成されている。導波管１０１２及び導波管１０１４の図５（Ｂ−１）中に矢指Ｄで示す内径は、少なくとも、クランク状部材１０８２（導体パターン：第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）を第４直線部材１０８２_4を中心として覆い得る程度の径とされる。
【０１５８】
基板１１０２及び基板１２０２は、第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6が被着形成された一主面部を、導波管１０１２及び導波管１０１４の前端側に向けている。基板１１０２及び基板１２０２を挟んだ導波管１０１２及び導波管１０１４の後端側には例えば終端部材１０９０が配置される。基板１１０２及び基板１２０２は、図５（Ｂ−２）中の矢指Ｈで示す導波管１０１２及び導波管１０１４の後端部までの距離が１／４λ程度となる位置に支持される。つまり、終端部材１０９０の奥行き長が略１／４λに設定される。もちろん、図５（Ｂ−３）に示すように、導波管１０１２及び導波管１０１４の後端部側を開放端としてもよいし、図５（Ｂ−４）に示すように、開放端としつつ電波吸収体１０９２を開放端近傍に配置してもよい。
【０１５９】
このような構造の円偏波プローブ１０８０（円偏波発生器）は、円偏波送信アンテナとして使用することができる。即ち、授受端１０８６より直線偏波状態の発信信号が供給されることにより、クランク状部材１０８２を介して、基板１１０２及び基板１２０２の主面部に垂直な方向に、つまり導波管１０１２及び導波管１０１４の前端側方向に円偏波を放射する。又、円偏波プローブ１０８０は円偏波受信アンテナとしても使用することができる。即ち、円偏波プローブ１０８０を円偏波受信アンテナとして使用する場合には、円偏波プローブ１０８０は、導波管１０１２及び導波管１０１４の前端側より基板１１０２及び基板１２０２の主面に対し垂直方向に入射する円偏波をクランク状部材１０８２により受信し、授受端１０８６より直線偏波状態の受信信号として出力する。
【０１６０】
因みに、円偏波は、進行方向をＺ軸としたときのＸ軸方向の電界の振幅とＹ軸方向の電界の振幅とが互いに１／４λ（９０°）の位相ずれを生じているものである。円偏波には、Ｘ軸方向の電界の振幅のＹ軸方向の電界の振幅に対する位相が進んでいるか遅れているかによって右旋偏波と左旋偏波とがあるが、図５（Ｂ−１）に示した円偏波プローブ１０８０_1では、クランク状部材１０８２は、右旋偏波を送受信するための特性を有している。図５（Ｂ−５）に示す円偏波プローブ１０８０_2のように、クランク状部材１０８２を、図５（Ｂ−１）の円偏波プローブ１０８０_1に対する鏡像となる形状にすると、クランク状部材１０８２は、左旋偏波を送受信するための特性を有する。即ち、左旋偏波を送受信するためには、一側方向を基板１１０２及び基板１２０２に向かって左側方向となし、他側方向を基板１１０２及び基板１２０２に向かって右側方向となして形成するとよい。
【０１６１】
よって、このような構造の円偏波プローブ１０８０は、右旋偏波と左旋偏波の何れについても、第１直線部材１０８２_1の基端側である授受端１０８６より波長λの電磁信号が供給されると、クランク状部材１０８２（第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）は、基板１１０２及び基板１２０２に対する垂直方向に円偏波を放射する。又、円偏波プローブ１０８０は、基板１１０２及び基板１２０２に対する垂直方向より円偏波が入射されると、クランク状部材１０８２（第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）がこの円偏波を受信し、授受端１０８６より直線偏波状態の受信信号が出力される。円偏波プローブ１０８０は、導体パターンで形成されたクランク状部材１０８２（第１〜第６直線部材１０８２_1〜１０８２_6）は、互いに一平面上に形成されているため、薄型化が可能であり構成が簡素化されている。特性図については図示を割愛するが、円偏波プローブ１０８０は、良好な受信特性、即ち、低伝送ロス、良好な軸比（交差偏波識別度）特性を有している。基板１１０２及び基板１２０２上に配設された各導体パターンが円偏波を良好な受信特性にて受信することで、授受端１０８６を介して受信信号を後段の回路に送ることができる。
【０１６２】
因みに、右旋偏波と左旋偏波は、送信側と受信側で対にして使用する。つまり、送信側に右旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_1を使用する場合は、受信側に右旋偏波を受信する円偏波プローブ１０８０_1を使用し、送信側に左旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_2を使用する場合は、受信側に左旋偏波を受信する円偏波プローブ１０８０_2を使用する。
【０１６３】
右旋円偏波及び左旋円偏波の直交する２つの偏波（直交偏波とも称する）を用いて、周波数分割多重やその他の多重手法を適用せずに、同一方向の２系統の通信や双方向の通信を行なうことができる。即ち、一方（例えば固定部１００２）に右旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_1及び左旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_2を設け、他方（例えば可動部１００４）に右旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_1及び左旋偏波を送信する円偏波プローブ１０８０_2を設けることで、直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を利用する構成にしてもよい。この場合、右旋偏波を送信（又は受信）するとともに左旋偏波を送信（又は受信）する２偏波共用が可能となる。直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を利用することで、周波数分割多重やその他の多重手法を適用しなくても同じ搬送周波数を使用しながら２倍の情報を伝送することができる。
【０１６４】
［円環パッチアンテナ］
円環パッチアンテナは、図６に模式的に示すように、円環状をなしたパッチ導体（円環型放射導体１０８７）を有するアンテナであり、特に、ＴＭ01モード円環パッチアンテナ１０８６は、パッチに垂直においたダイポールあるいはモノポールに似た指向性を持つ。円環型放射導体１０８７は、円環型放射導体１０８７から同軸によりＴＭ01モードで給電される。
【０１６５】
尚、図６は、ＴＭ01モード円環パッチアンテナ１０８６を模式的に示したものであり、その詳細は、例えば、下記の参考文献を参照するとよい。
参考文献１：後藤尚久、“アンテナ工学入門講座”、電波新聞社、第４章パッチアンテナ、４．１０ＴＭ01モード円環パッチアンテナ、P228-231、図4−37
【０１６６】
＜偏波変換部＞
図７〜図８は、本実施形態のヒンジ構造体１００１に使用される偏波変換部１０３０を説明する図である。
【０１６７】
図７に示す第１例の偏波変換部１０３０Ａは、導波管１０１２及び導波管１０１４に構成された単一溝形円形導波管の一例である円偏波発生器であり、例えば、下記の参考文献に記載のものを利用することができる。
参考文献２：Naofumi Yoneda、et.al，“Mono-Grooved Circular Waveguide Polarizers”，2002 IEEE MTT-S Digest，ＷＥ２Ｃ−４，pp821〜824
【０１６８】
第１例の偏波変換部１０３０Ａは、筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４の外側面に直方体状の側溝１０３２（Coupling Groove ）が設けられることで構成される。以下では、側溝１０３２の中心（図７（Ｂ）中の破線）を通る平面に対して、４５度傾いた直線偏波をなす円形導波管の基本モード（ＴＥ11モード）の電波が、導波管１０１２及び導波管１０１４の入力端から入力される場合について説明する。
【０１６９】
側溝１０３２の影響により、入射電波には、側溝１０３２の中心（破線）を通る平面に対して水平な偏波成分と垂直な偏波成分との間で位相差が生じる。このとき、導波管１０１２及び導波管１０１４の断面寸法（例えば円形導波管の場合は径φ）に対して側溝１０３２の寸法（幅Ｗ、深さＤ、長さＬ）が参考文献２に記載のように適切に設計されていれば、導波管１０１２及び導波管１０１４の入力端とは反対側の出力端から出力される基本モードの電波は、ある一定の（所望の）周波数帯において円偏波となる。このことは、側溝１０３２の中心（破線）を通る平面に対して、水平な偏波を有する基本モードが通過した場合でも、垂直な偏波を有する基本モードが通過した場合でも、反射が殆どなく、且つ、互いの通過位相の相対差が「略９０度」となっていることを意味する。
【０１７０】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す第２例の偏波変換部１０３０Ｂは、筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４内の内側面に階段状で板状の金属突起物１０３４（金属片）が設けられることで構成される。金属突起物１０３４は、導波管１０１２及び導波管１０１４の内径の半分未満の幅を有する平板であって、導波管１０１２及び導波管１０１４の長手方向の断面形状が階段状を呈し、その長手方向を導波管１０１２及び導波管１０１４の軸方向とし、導波管１０１２及び導波管１０１４の内壁に配設されている。
【０１７１】
金属突起物１０３４は、図８（Ａ）に示すように導波管１０１２及び導波管１０１４の片側に１個配置してもよいし、図８（Ｂ）に示すように導波管１０１２及び導波管１０１４の対角に２個配置してもよい。
【０１７２】
第２例の偏波変換部１０３０Ｂを適用する場合、導波管１０１２及び導波管１０１４の基端側部分に、導波管１０１２及び導波管１０１４に対して垂直に差し込まれた直線状の棒状部材１０７２を具備する直線偏波プローブ１０７０が組み合わされて使用される。第２例の偏波変換部１０３０Ｂと直線偏波プローブ１０７０の組合せで円偏波送受信アンテナとして機能する。
【０１７３】
例えば、第２例の偏波変換部１０３０Ｂと直線偏波プローブ１０７０の組合せで構成された円偏波送受信アンテナに対しては、導波管１０１２及び導波管１０１４の開放された先端側より、図８（Ａ−１）及び図８（Ｂ−１）中に矢指Ａで示すように円偏波が入射される。円偏波の内の金属突起物１０３４の主面に垂直な方向の電界振幅成分は、金属突起物１０３４に影響されずに導波管１０１２及び導波管１０１４内を通過して棒状部材１０７２に達する。一方、円偏波の内の金属突起物１０３４の主面に沿う方向の電界振幅成分は、金属突起物１０３４を通過することにより進行速度が遅くなって棒状部材１０７２に達する。円偏波の内の金属突起物１０３４を通過した電界振幅成分は棒状部材１０７２に達したとき１／４λに相当する遅延を生じているようにする。
【０１７４】
こうすることで、円偏波は金属突起物１０３４の主面に垂直な方向の電界振幅成分と金属突起物１０３４の主面に沿う方向の電界振幅成分とが、互いに同時に棒状部材１０７２に達し、棒状部材１０７２を介して受信信号として出力される。又、第２例の偏波変換部１０３０Ｂと直線偏波プローブ１０７０の組合せで構成された円偏波送受信アンテナは、棒状部材１０７２より電波を発信すると、金属突起物１０３４の作用により、導波管１０１２及び導波管１０１４の先端側に円偏波を発信する円偏波発生器として使用できる。
【０１７５】
ここで、金属突起物１０３４と棒状部材１０７２の配置関係は次のようにする。電波方向は、紙面裏から表方向の場合で説明する。先ず、図８（Ａ−３）及び図８（Ｂ−３）に示すように、直線偏波プローブ１０７０の棒状部材１０７２に対して、導波管１０１２及び導波管１０１４の中心軸（水平方向をＸ−Ｘ’軸，垂直方向をＹ−Ｙ’軸とする）を中心に、時計回りに４５度、１３５度、２２５度、３１５度シフトした位置をそれぞれ１、２、３、４とする。
【０１７６】
そして、金属突起物１０３４を、「１及び３、１のみ、３のみ」の何れかで配置する（配置態様Ａと記す）。これらの位置は直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）に対して同じ偏波を送受信する関係にある。又は、金属突起物１０３４を、「２及び４、２のみ、４のみ」の何れかで配置する（配置態様Ｂと記す）。これらの位置は直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）に対して同じ偏波を送受信する関係にある。
【０１７７】
配置態様Ａと配置態様Ｂは直交偏波関係にあり、直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）を配置する位置との関係で、右旋偏波の送受信とされたり、左旋偏波の送受信とされたりする。例えば、金属突起物１０３４が「１及び３、１のみ、３のみ」の何れかで配置されているときに、直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）がＸ−Ｘ’軸上にあるときは右旋偏波、Ｙ−Ｙ’軸上にあるときは左旋偏波となる。即ち、図８（Ａ−３ａ）及び図８（Ｂ−３ａ）に示すように、棒状部材１０７２をＸ−Ｘ’軸上（Ｘ，Ｘ’の何れ側でもよい）に配置すると右旋偏波を送信（又は受信）することができる。図８（Ａ−３ｂ）及び図８（Ｂ−３ｂ）に示すように、棒状部材１０７２をＹ−Ｙ’軸上（Ｙ，Ｙ’の何れ側でもよい）に配置すると左旋偏波を送信（又は受信）することができる。
【０１７８】
因みに、右旋偏波と左旋偏波は、送信側と受信側で対にして使用する。つまり、一方（例えば固定部１００２）に図８（Ａ−３ａ）や図８（Ｂ−３ａ）の形態を使用する場合は他方（例えば可動部１００４）には右旋偏波を受信（送信）する円偏波プローブ１０８０_1を使用し、一方（例えば固定部１００２）に図８（Ａ−３ｂ）や図８（Ｂ−３ｂ）の形態を使用する場合は、他方（例えば可動部１００４）には左旋偏波を受信（送信）する円偏波プローブ１０８０_2を使用する。
【０１７９】
図８（Ａ−３ｃ）及び図８（Ｂ−３ｃ）に示すように、棒状部材１０７２_1や棒状部材１０７２_2を、一方（棒状部材１０７２_1）はＸ−Ｘ’軸上（Ｘ，Ｘ’の何れ側でもよい）に配置し、他方（棒状部材１０７２_2）はＹ−Ｙ’軸上（Ｙ，Ｙ’の何れ側でもよい）に配置すると、棒状部材１０７２_1で右旋偏波を送信（又は受信）し棒状部材１０７２_2で左旋偏波を送信（又は受信）する２偏波共用が可能となる。直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を利用することで、周波数分割多重やその他の多重手法を適用しなくても同じ搬送周波数を使用しながら２倍の情報を伝送することができる。
【０１８０】
図８（Ｃ）に示す第３例の偏波変換部１０３０Ｃは、筒状（好ましくは円筒状）の導波管１０１２及び導波管１０１４内の内側面に楔状で板状の誘導体板１０３６が設けられることで構成される。誘導体板１０３６は、導波管１０１２及び導波管１０１４の内径に等しい幅を有する平板であって、長手方向を導波管１０１２及び導波管１０１４の軸方向とし、導波管１０１２及び導波管１０１４の軸上に配設されている。
【０１８１】
第３例の偏波変換部１０３０Ｃを適用する場合、導波管１０１２及び導波管１０１４の基端側部分に、導波管１０１２及び導波管１０１４に対して垂直に差し込まれた直線状の棒状部材１０７２を具備する直線偏波プローブ１０７０が組み合わされて使用される。第３例の偏波変換部１０３０Ｃと直線偏波プローブ１０７０の組合せで円偏波送受信アンテナとして機能するようになる。
【０１８２】
例えば、第３例の偏波変換部１０３０Ｃと直線偏波プローブ１０７０の組合せで構成された円偏波送受信アンテナに対しては、導波管１０１２及び導波管１０１４の開放された先端側より、図８（Ｃ−１）中に矢印Ｂで示すように円偏波が入射される。円偏波の内の誘導体板１０３６の主面に垂直な方向の電界振幅成分は、誘導体板１０３６に影響されずに導波管１０１２及び導波管１０１４内を通過して棒状部材１０７２に達する。一方、円偏波の内の誘導体板１０３６の主面に沿う方向の電界振幅成分は、誘導体板１０３６内を通過することにより、進行速度が遅くなって棒状部材１０７２に達する。円偏波の内の誘導体板１０３６内を通過した電界振幅成分は、棒状部材１０７２に達したとき、１／４λに相当する遅延を生じているようにする。
【０１８３】
こうすることで、円偏波は、誘導体板１０３６の主面に垂直な方向の電界振幅成分と、誘導体板１０３６の主面に沿う方向の電界振幅成分とが、互いに同時に棒状部材１０７２に達し、棒状部材１０７２を介して受信信号として出力される。第３例の偏波変換部１０３０Ｃと直線偏波プローブ１０７０の組合せで構成された円偏波送受信アンテナは、棒状部材１０７２より電波を発信すると、誘導体板１０３６の作用により導波管１０１２及び導波管１０１４の先端側に円偏波を発信する円偏波発生器として使用することができる。
【０１８４】
誘導体板１０３６と棒状部材１０７２の配置関係は次のようにする。電波方向は、紙面裏から表方向の場合で説明する。先ず、図８（Ｃ−３）に示すように、直線偏波プローブ１０７０の棒状部材１０７２に対して、導波管１０１２及び導波管１０１４の中心軸（水平方向をＸ−Ｘ’軸，垂直方向をＹ−Ｙ’軸とする）を中心に、時計回りに４５度、１３５度、２２５度、３１５度シフトした位置をそれぞれ１、２、３、４とする。
【０１８５】
誘導体板１０３６を、「１及び３の方向」（配置態様Ａと記す）と「２及び４の方向」（配置態様Ｂと記す）の何れかに配置する。配置態様Ａと配置態様Ｂは直交偏波関係にあり、直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）を配置する位置との関係で、右旋偏波の送受信とされたり、左旋偏波の送受信とされたりする。例えば、誘導体板１０３６が「１及び３、１のみ、３のみ」の何れかで配置されているときに、直線偏波プローブ１０７０（棒状部材１０７２）がＸ−Ｘ’軸上にあるときは右旋偏波、Ｙ−Ｙ’軸上にあるときは左旋偏波となる。即ち、図８（Ｃ−３ａ）に示すように、棒状部材１０７２をＸ−Ｘ’軸上（Ｘ，Ｘ’の何れ側でもよい）に配置すると右旋偏波を送信（又は受信）することができる。図８（Ｃ−３ｂ）に示すように、棒状部材１０７２をＹ−Ｙ’軸上（Ｙ，Ｙ’の何れ側でもよい）に配置すると左旋偏波を送信（又は受信）することができる。
【０１８６】
因みに、右旋偏波と左旋偏波は、送信側と受信側で対にして使用する。つまり、一方（例えば固定部１００２）に図８（Ｃ−３ａ）の形態を使用する場合は他方（例えば可動部１００４）には右旋偏波を受信（送信）する円偏波プローブ１０８０_1を使用し、一方（例えば固定部１００２）に図８（Ｃ−３ｂ）の形態を使用する場合は、他方（例えば可動部１００４）には左旋偏波を受信（送信）する円偏波プローブ１０８０_2を使用する。
【０１８７】
図８（Ｃ−３ｃ）に示すように、棒状部材１０７２_1及び棒状部材１０７２_2を、一方（棒状部材１０７２_1）はＸ−Ｘ’軸上（Ｘ，Ｘ’の何れ側でもよい）に配置し、他方（棒状部材１０７２_2）はＹ−Ｙ’軸上（Ｙ，Ｙ’の何れ側でもよい）に配置すると、棒状部材１０７２_1で右旋偏波を送信（又は受信）し棒状部材１０７２_2で左旋偏波を送信（又は受信）する２偏波共用が可能となる。直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を利用することで２倍の情報を伝送することができる。
【０１８８】
＜モード変換部＞
図９は、本実施形態のヒンジ構造体１００１に使用されるモード変換部１０４０を説明する図である。ここで、図９（Ａ）はモード変換部１０４０の全体概要を示す図であり、図９（Ｂ）はモード変換部１０４０の動作を説明する図である。
【０１８９】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、モード変換部１０４０は、円形導波管（導波管１０１２、導波管１０１４、以下同様）内に、ＴＭ01発生用突起物１０４２とＴＥ21消去用突起物１０４４とを備える。ＴＥ21消去用突起物１０４４は、１つに限らず複数配置してもよい。直線偏波プローブ１０７０で円形導波管内にＴＥ11モードの電波を入力する。導波管を伝播する電波の電界面は、断面と平行方向であり、ＴＭ01発生用突起物１０４２及びＴＥ21消去用突起物１０４４は、それぞれ電界面と平行方向に円形導波管の中心に向かって突き出している。
【０１９０】
円形導波管の内部に電界面と平行に突起物がある場合には、図９（Ｂ）に示すように、高次モードが発生する。ＴＭ01発生用突起物１０４２は、例えばねじ等その挿入量が調整できるもので構成されている。ＴＭ01発生用突起物１０４２の挿入量はアンテナ出力を観察しながら調整することにより、ＴＭ01モードを発生する量に調整される。ＴＭ01発生用突起物１０４２を設置した円形導波管の直径として低い周波数帯で高次モードＴＭ01を減衰させない大きさを選択することにより、低い周波数帯で高次モードＴＭ01が放射される。
【０１９１】
ＴＭ01発生用突起物１０４２は、ＴＥ11モードの電波を受けると、ＴＭ01モードの電波を発生させるとともに、不要な高次モードであるＴＥ21モードを発生させる。１又は複数のＴＥ21消去用突起物１０４４により、この高い周波数帯でのＴＥ21モードを消去する。ＴＭ01発生用突起物１０４２とＴＥ21消去用突起物１０４４との間の間隔は、λｇをＴＥ21モードの管内波長として、λｇ／２に設定される。ＴＥ21消去用突起物１０４４を複数設ける場合は、隣接する２つのＴＥ21消去用突起物１０４４の間隔もλｇ／２に設定される。ＴＭ01発生用突起物１０４２は、双方向性（つまり、ＴＭ01−ＴＭ01変換機能）を持っており、ＴＭ01モードの電波を受けると、ＴＥ11モードの電波を発生させる。よって、送信側よりＴＥ11モードの電波を送信側の導波管に入射しＴＭ01モードの電波に変換したものを、受信側の導波管内でＴＭ01発生用突起物１０４２を通すことにより、ＴＥ11モードの電波に変換することができる。
【０１９２】
ＴＥ21消去用突起物１０４４は、ＴＭ01発生用突起物１０４２と同様に、ねじ等のその挿入量が調整できるもので構成される。ＴＭ01発生用突起物１０４２と、ＴＥ21消去用突起物１０４４とは、電界面と平行に、一列に並ぶように配置される。或いは、一列に並ぶ位置から、オフセットさせてもよい。ＴＭ01発生用突起物１０４２とＴＥ21消去用突起物１０４４との間の間隔及び隣接するＴＥ21消去用突起物１０４４の間隔を保った状態で、ＴＭ01発生用突起物１０４２及びＴＥ21消去用突起物１０４４の位置や挿入量を調整することにより、導波管開口部において、基本モード（ＴＥ11モード）に対するＴＭ01モードの振幅比や位相差を適切な値とすることができる。
【０１９３】
円形導波管の直径は、低い周波数帯にてＴＭ01モードが伝搬する径とする。ＴＭ01モードより高次のモードにＴＥ21モードがあるが、ＴＥ21モードを、１以上のＴＥ21消去用突起物１０４４で消去しＴＥ11モードとＴＭ01モードとを放射する。ＴＥ21消去用突起物１０４４で、高い周波数帯で発生するＴＥ21モードを消去することで、２周波数帯への適用を可能とする。導波管内にＴＭ01モード以外で電波を入射させる場合でも、このようなモード変換を行なうことで、ヒンジを回転させても受信できる。
【０１９４】
＜具体的な適用例＞
以下、信号伝送装置１が適用されるヒンジ構造体１００１の具体的な適用例を示す。
【実施例１】
【０１９５】
図１０は、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａを説明する図である。ここで、図１０（Ａ）は、ヒンジ構造体１００１Ａの全体概要を示す。図１０（Ｂ）は、ヒンジ構造体１００１Ａで使用される伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８用のアンテナ構造を示す図である。図１０（Ｃ）は、伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８用のアンテナ構造に着目した斜視図である。
【０１９６】
実施例１のヒンジ構造体１００１Ａは、図４に示した組合せ態様の構成例１３〜構成例１５の何れかを適用するものであり、伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８の双方に直線偏波プローブ１０７０を使用し、且つ、導波管１０１２と導波管１０１４の双方には偏波変換部１０３０を適用する。固定部１００２側の導波管１０１２と可動部１００４側の導波管１０１４は、管長が概ね同じに設定されている。導波管１０１４、基板１２０２、マイクロストリップ線路１０２４が可動部１００４を構成する部材で、これらと図示しない一方の通信部を含む全体が、他方の通信部が搭載された固定部１００２に対して相対的に回転するようになっている。図は、構成例１４の場合を示しており、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側と導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の各端部を開放端としている。
【０１９７】
ここで、ヒンジ構造体１００１Ａは、偏波変換部１０３０としては、導波管１０１２と導波管１０１４のそれぞれについて偏波変換部１０３０を適用している。図１０（Ａ）に透視図を示すように、各偏波変換部１０３０としては、導波管１０１２と導波管１０１４それぞれに対して、金属突起物１０３４を利用した第２例の偏波変換部１０３０Ｂを各別に使用している。前述のように、導波管１０１２と導波管１０１４のそれぞれには偏波変換部１０３０（ここでは偏波変換部１０３０Ｂ）を使用するので、後述の実施例５のヒンジ構造体１００１Ｅよりも構造が複雑になるし、偏波変換部１０３０を導波管１０１２と導波管１０１４のそれぞれに（つまり２つ）使用するので、後述の実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂよりも構造が複雑になる。その一方で、固定部１００２と可動部１００４の双方には構造が簡易な直線偏波プローブ１０７０を使用できる利点がある。
【０１９８】
このように、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａは、直線偏波プローブ１０７０と偏波変換部１０３０（この例では偏波変換部１０３０Ｂ）をセットして、上下２セット設置した構造であり、偏波変換部１０３０を具備した導波管１０１２及び導波管１０１４を用いて信号伝送を行なう。このような実施例１のヒンジ構造体１００１Ａにおける信号の流れ（送信アンテナ→筒状部→筒状部→受信アンテナ）の過程の偏波の状態は、直線偏波→円偏波に変換→直線偏波に変換→直線偏波となる。つまり、固定部１００２の導波管１０１２と可動部１００４の導波管１０１４の何れか一方に直線偏波で入力し、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）により円偏波に変換し、さらに固定部１００２の導波管１０１２と可動部１００４の導波管１０１４の他方の偏波変換部１０３０（偏波変換構造）によって直線偏波に変換し、導波管プローブにカップリングする。要するに、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持った２つの導波管１０１２及び導波管１０１４を用いて、偏波の変換を行ないつつ無線信号の伝送を行なう。この場合の信号の流れを図１０（Ｃ）に基づいて具体的に説明する。
【０１９９】
先ず、固定部１００２を送信側とし、可動部１００４を受信側とする場合で説明する。この場合、送信側である固定部１００２のマイクロストリップ線路１０２２から出力された信号は、直線偏波プローブ１０７０_1（棒状部材１０７２）を介して直線偏波にて導波管１０１２内に伝送される。導波管１０１２内の直線偏波のミリ波帯（例えば６０ギガヘルツ帯）の電波は、偏波変換部１０３０Ｂ_1（金属突起物１０３４）により円偏波に変換され導波管１０１４側へ伝送される。導波管１０１４側に配された偏波変換部１０３０Ｂ_2（金属突起物１０３４）は、導波管１０１２側に配された偏波変換部１０３０Ｂ_1（金属突起物１０３４）により円偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を直線偏波に変換して（戻して）可動部１００４側へ伝送する。受信側である可動部１００４の伝送路結合部１２０８の直線偏波プローブ１０７０_2（棒状部材１０７２）は、直線偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を受信して、受信側のマイクロストリップ線路１０２４を介して図示を割愛した高周波回路に受け渡すことができる。
【０２００】
次に、可動部１００４を送信側とし、固定部１００２を受信側とする場合で説明する。この場合、送信側である可動部１００４のマイクロストリップ線路１０２４から出力された信号は、直線偏波プローブ１０７０_2（棒状部材１０７２）を介して直線偏波にて導波管１０１４内に伝送される。導波管１０１４内の直線偏波のミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波は、偏波変換部１０３０Ｂ_2（金属突起物１０３４）により円偏波に変換され導波管１０１２側へ伝送される。導波管１０１２側に配された偏波変換部１０３０Ｂ_1（金属突起物１０３４）は、導波管１０１４側に配された偏波変換部１０３０Ｂ_2（金属突起物１０３４）により円偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を直線偏波に変換して（戻して）固定部１００２側へ伝送する。受信側である固定部１００２の伝送路結合部１１０８の直線偏波プローブ１０７０_1（棒状部材１０７２）は、直線偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を受信して、受信側のマイクロストリップ線路１０２２を介して図示を割愛した高周波回路に受け渡すことができる。
【０２０１】
［第１の変形例］
図１１は、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａに対する第１の変形例を説明する図である。実施例１の第１の変形例のヒンジ構造体１００１ＡＡは、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａをベースに、導波管の端部に吸収体を配置することで、多重反射レベルを下げ、又、後進波を消去する（レベルを下げる）ように変形している点に特徴がある。
【０２０２】
図は、導波管１０１２と導波管１０１４で構成された導波管全体の両端部を開放端としつつ、その開放端の近傍に無線信号を吸収する吸収部材の一例である電波吸収体１０９２を配置した例で示しているが、このことは必須でない。導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部と、導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部のそれぞれを開放端としつつ、その開放端の少なくとも一方の近傍に電波吸収体１０９２を配置すればよい。このように、導波管１０１２と導波管１０１４とで構成される導波管の全体の片端もしくは両端に電波吸収体１０９２を配置することで、反射成分を電波吸収体１０９２に吸収させることができる。反射成分が吸収されることで、多重反射レベルや後進波レベルを下げることができ、その結果、送信側はアンテナの負荷変動を回避でき、増幅部１１７（いわゆるパワーアンプ）の電力効率の低下を防止し、消費電流を減少させ、機器の使用時間の低下を抑える効果を享受できる。又、受信側は、アンテナを介して進入する不要電波が受信回路に進入し、相互変調歪みや素子破壊を起こす問題等を防止できる。
【０２０３】
因みに、電波吸収体１０９２は電波を吸収することで発熱するので、電波吸収体１０９２の温度上昇を抑えることが必要となり得る。よって、電波吸収体１０９２からの発熱を放熱する構造を設けるとよい。放熱構造としては、例えば、放熱用のブラケットを設けて、その上に電波吸収体１０９２を配置してもよいし、導波管１０１２や導波管１０１４の周縁の金属素材を放熱に利用してもよい。その際には、電波吸収体１０９２の内部で起こる熱（内部発熱）を、放熱用のブラケットや、導波管１０１２或いは導波管１０１４の金属素材に効率良く伝達する構造とするとよい。
【０２０４】
［第２の変形例］
図１２は、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａに対する第２の変形例を説明する図である。第２の変形例のヒンジ構造体１００１ＡＢは、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａをベースに、端部での反射成分により電波が強め合う位置に反射板の一例である終端部材１０９０を配置することで、進行波と反射波が強めあう効果により伝送効率を上げるように変形している点に特徴がある。
【０２０５】
図は、導波管１０１２と導波管１０１４で構成された導波管全体の両端部において、直線偏波プローブ１０７０から放射される電波を効率良く進行方向に伝送させるために、高さＨが約λ／４（λ：波長）となる終端部材１０９０を配置した例で示しているが、このことは必須でない。導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部と、導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部の少なくとも一方に終端部材１０９０を配置すればよい。このように、導波管１０１２と導波管１０１４とで構成される導波管の全体の片端もしくは両端に終端部材１０９０を配置することで、進行波と反射波が強めあう効果により伝送効率を上げることができ、反射波も送受信に利用でき感度が向上する。
【０２０６】
図示しないが、第１の変形例と第２の変形例を組み合わせてもよい。即ち、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部と導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部の何れか一方を開放端とし、その開放端の近傍に電波吸収体１０９２を配置するとともに、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部と導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部の他方に電波吸収体１０９２を配置する。電波吸収体１０９２を配置したことによる多重反射レベルや後進波レベルを下げる効果を享受できるし、終端部材１０９０を配置したことによる伝送効率や感度の向上の効果も享受できる。
【０２０７】
［第３の変形例］
図１３は、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａに対する第３の変形例を説明する図である。第３の変形例のヒンジ構造体１００１ＡＣは、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａをベースに、導波管内を伝搬する電磁波のうちの進行波成分を通過させ反射波成分を吸収する導波管タイプの方向性結合部材１０９４を導波管内に配置することで、反射の影響を減らすように変形している点に特徴がある。方向性結合部材１０９４の電波吸収材であるフェライトにある条件で磁界を印加すると、電磁波が特定の方向にしか進まなくなる。電磁波を送信したい方向にのみ進むようにし、逆方向の電磁波を遮断することによって、ヒンジの継ぎ目やアンテナ、導波管の端からの反射波と進行波との干渉を抑制することができる。
【０２０８】
図示した例では、固定部１００２側から可動部１００４側へ信号伝送を行なうものとする。方向性結合部材１０９４は、導波管１０１２及び導波管１０１４内を固定部１００２側から可動部１００４側へ伝送される電磁波（進行波）は通過するが、可動部１００４側から固定部１００２側へ伝送される反射成分を吸収するようにしている。反射成分が吸収されることで、多重反射レベルや後進波レベルを下げることができ、その結果、送信側はアンテナの負荷変動を回避でき、増幅部１１７（いわゆるパワーアンプ）の電力効率の低下を防止し、消費電流を減少させ、機器の使用時間の低下を抑える効果を享受できる。又、受信側は、アンテナを介して進入する不要電波が受信回路に進入し、相互変調歪みや素子破壊を起こす問題等を防止できる。
【０２０９】
因みに、方向性結合部材１０９４は、電波吸収体１０９２と同様に、電波を吸収することで発熱するので、方向性結合部材１０９４（の電波吸収材であるフェライト）の温度上昇を抑えることが必要となり得る。よって、方向性結合部材１０９４からの発熱を放熱する構造を設けるとよい。放熱構造としては、例えば、放熱用のブラケットを設けて、そのブラケットで方向性結合部材１０９４を支持してもよいし、導波管１０１２や導波管１０１４の周縁の金属素材を放熱に利用してもよい。その際には、方向性結合部材１０９４の電波吸収材であるフェライト内部で起こる熱（内部発熱）を、放熱用のブラケットや、導波管１０１２或いは導波管１０１４の金属素材に効率良く伝達する構造とするとよい。
【実施例２】
【０２１０】
図１４は、実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂを説明する図である。ここで、図１４（Ａ）は、ヒンジ構造体１００１Ｂの全体概要を示す。図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）は、ヒンジ構造体１００１Ｂで使用される伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８用のアンテナ構造を示す図である。
【０２１１】
実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂは、図４に示した組合せ態様の構成例４〜構成例６の何れか適用するものであり、一方が直線偏波プローブ１０７０を使用し、他方が円偏波プローブ１０８０を使用し、さらに、導波管１０１２と導波管１０１４のうちの直線偏波プローブ１０７０を使用する側には偏波変換部１０３０を適用する。導波管１０１２と導波管１０１４のうち、偏波変換部１０３０が適用される側の方が、偏波変換部１０３０が適用されない側の方よりも管長が長く設定される。導波管１０１４、基板１２０２、マイクロストリップ線路１０２４、可動部１００４を構成する部材で、これらと図示しない一方の通信部を含む全体が、他方の通信部が搭載された固定部１００２に対して相対的に回転するようになっている。
【０２１２】
図１４（Ａ）に示す例では、図１４（Ｂ）に示す第１例のように、固定部１００２側の導波管１０１２内に偏波変換部１０３０を配置し伝送路結合部１１０８に直線偏波プローブ１０７０を使用するが、可動部１００４側の導波管１０１４内には偏波変換部１０３０を配置せずに伝送路結合部１２０８に円偏波プローブ１０８０を使用する形態で示している。
【０２１３】
図１４（Ｃ）に示す第２例のように、可動部１００４側の導波管１０１４内に偏波変換部１０３０を配置し伝送路結合部１２０８に直線偏波プローブ１０７０を使用するが、固定部１００２側の導波管１０１２内には偏波変換部１０３０を配置せずに伝送路結合部１１０８に円偏波プローブ１０８０を使用する形態としてもよい。
【０２１４】
何れの場合も、図示しないが、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側と導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の少なくとも一方には、必要に応じて終端部材１０９０や電波吸収体１０９２の何れか一方を配置してもよい。
【０２１５】
尚、偏波変換部１０３０を配置する側の導波管（図１４（Ａ）では導波管１０１２）の方が偏波変換部１０３０を配置しない側の導波管（図１４（Ａ）では導波管１０１４）よりも管長が長く設定される。
【０２１６】
このように、実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂは、図１４（Ａ）に示すように、偏波変換部１０３０としては、導波管１０１２と導波管１０１４の一方のみに（図の例では導波管１０１２側に）、単一溝形円形導波管の一例である第１例の偏波変換部１０３０Ａを１つ使用している。前述のように、導波管１０１２と導波管１０１４の一方に偏波変換部１０３０（ここでは偏波変換部１０３０Ａ）を使用するので、後述の実施例５ のヒンジ構造体１００１Ｅよりも構造が複雑になる。その一方で、片方（図１４（Ｂ）の第１例では固定部１００２側、図１４（Ｃ）の第２例では可動部１００４側）には構造が簡易な直線偏波プローブ１０７０を使用できる利点がある。
【０２１７】
このように、実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂは、直線偏波プローブ１０７０と偏波変換部１０３０（この例では偏波変換部１０３０Ａ）を導波管１０１２と導波管１０１４の何れか一方にセットし、円偏波プローブ１０８０を導波管１０１２と導波管１０１４の何れか他方にセットした構造である。このような実施例２のヒンジ構造体１００１Ｂにおける「送信アンテナ→筒状部→筒状部→受信アンテナ」方向の信号の流れにおける偏波の状態は、直線偏波→円偏波に変換→円偏波→円偏波となる、つまり、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持つ側の円形導波管に直線偏波で入力し、偏波変換構造により円偏波に変換し、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持たない円形導波管では円偏波のまま導波管プローブにカップリングする。或いは、円偏波→円偏波→直線偏波に変換→直線偏波となる、つまり、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持たない側の円形導波管に円偏波で入力し円偏波のまま偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持つ他方の円形導波管へ伝送し、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持つ円形導波管では偏波変換構造により直線偏波に変換し、変換した直線偏波を導波管プローブにカップリングする。要するに、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持った導波管１０１２と導波管１０１４の何れか一方と、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持たない導波管１０１２と導波管１０１４の何れか他方とを用いて、偏波の変換を行ないつつ無線信号の伝送を行なう。この場合の信号の流れを具体的に説明する。
【０２１８】
先ず、固定部１００２側に直線偏波プローブ１０７０が使用され、可動部１００４側に円偏波プローブ１０８０が使用される図１４（Ｂ）に示す第１例の場合について説明する。固定部１００２を送信側とし可動部１００４を受信側とする場合、送信側である固定部１００２のマイクロストリップ線路１０２２から出力された信号は、直線偏波プローブ１０７０を介して直線偏波にて導波管１０１２内に伝送される。導波管１０１２内の直線偏波のミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波は、偏波変換部１０３０Ａにより円偏波に変換され可動部１００４側の導波管１０１４へ伝送される。受信側である可動部１００４の伝送路結合部１２０８として使用される円偏波プローブ１０８０は、円偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波をクランク状部材１０８２で受信して、授受端１０８６より直線偏波状態の受信信号をマイクロストリップ線路１０２４に送る。これにより、図示を割愛した高周波回路に受信信号を受け渡すことができる。
【０２１９】
可動部１００４を送信側とし固定部１００２を受信側とする場合、送信側である可動部１００４のマイクロストリップ線路１０２４から出力された信号は、円偏波プローブ１０８０を介して円偏波にて導波管１０１４内に伝送される。導波管１０１４内の円偏波のミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波は固定部１００２側の導波管１０１４に送られ、偏波変換部１０３０Ａにより直線偏波に変換され固定部１００２側の伝送路結合部１１０８へ伝送される。受信側である固定部１００２の伝送路結合部１１０８として使用される直線偏波プローブ１０７０は、直線偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を受信して、マイクロストリップ線路１０２２を介して図示を割愛した高周波回路に受け渡すことができる。
【０２２０】
次に、可動部１００４側に直線偏波プローブ１０７０が使用され、固定部１００２側に円偏波プローブ１０８０が使用される図１４（Ｃ）に示す第２例の場合について説明する。可動部１００４を送信側とし固定部１００２を受信側とする場合、送信側である可動部１００４のマイクロストリップ線路１０２４から出力された信号は、直線偏波プローブ１０７０を介して直線偏波にて導波管１０１４内に伝送される。導波管１０１４内の直線偏波のミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波は、偏波変換部１０３０Ａにより円偏波に変換され固定部１００２側の導波管１０１２へ伝送される。受信側である固定部１００２の伝送路結合部１１０８として使用される円偏波プローブ１０８０は、クランク状部材１０８２で円偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を受信して、授受端１０８６より直線偏波状態の受信信号をマイクロストリップ線路１０２２に送る。これにより、図示を割愛した高周波回路に受信信号を受け渡すことができる。
【０２２１】
固定部１００２を送信側とし可動部１００４を受信側とする場合、送信側である固定部１００２のマイクロストリップ線路１０２２から出力された信号は、円偏波プローブ１０８０を介して円偏波にて導波管１０１２と内に伝送される。導波管１０１２内の円偏波のミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波は可動部１００４側の導波管１０１４に伝送され、ここで偏波変換部１０３０Ａにより直線偏波に変換され可動部１００４側の伝送路結合部１２０８へ伝送される。受信側である可動部１００４の伝送路結合部１２０８として使用される直線偏波プローブ１０７０は、直線偏波に変換されたミリ波帯（６０ギガヘルツ帯）の電波を受信して、マイクロストリップ線路１０２４を介して図示を割愛した高周波回路に受け渡すことができる。
【実施例３】
【０２２２】
図１５は、実施例３のヒンジ構造体１００１Ｃを説明する図である。実施例３のヒンジ構造体１００１Ｃは、モード変換部１０４０を利用して導波管内でＴＭ01モードに変換して無線伝送を行なう形態である。
【０２２３】
送信側の伝送路結合部（伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８の一方）には、導波管（伝送路結合部１１０８のときは導波管１０１２、伝送路結合部１２０８のときは導波管１０１４）にＴＥ11モードの電波を入力するＴＥ11モードプローブ１１７６を使用する。ＴＥ11モードプローブ１１７６で導波管１０１２（或いは導波管１０１４）にＴＥ11モードの電波を入力すると、ＴＭ01発生用突起物１０４２によりＴＭ01モードとＴＥ21モードが発生するが、ＴＥ21消去用突起物１０４４によりＴＥ21モードが消去され、ＴＭ01モードとＴＥ11モードが伝搬される。受信側の伝送路結合部（伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８の他方）には、導波管１０１２及び導波管１０１４内の無線信号伝送路からのＴＥ11モードの無線信号とＴＭ01モードの無線信号を受信する導波管プローブ１０７８を配置する。
【０２２４】
図は、固定部１００２側から可動部１００４側へ無線伝送を行なう場合を示しており、送信側の伝送路結合部１１０８に配されたＴＥ11モードプローブ１１７６で導波管１０１２にＴＥ11モードの電波を入力すると、ＴＭ01発生用突起物１０４２によりＴＭ01モードとＴＥ21モードが発生され、ＴＥ21消去用突起物１０４４でＴＥ21モードが消去され、ＴＭ01モードとＴＥ11モードを伝送路結合部１２０８側へ伝搬し、導波管プローブ１０７８で受信される。
【０２２５】
実施例３のヒンジ構造体１００１Ｃによれば、伝送路結合部１１０８や伝送路結合部１２０８としてＴＭ01モードのアンテナ（導波管プローブ）を使用しなくても、導波管１０１２と導波管１０１４との間をＴＭ01モードで無線伝送することができる。そして、ＴＭ01モードには偏波が存在しないためヒンジを回転させても受信できる。
【実施例４】
【０２２６】
図１６は、実施例４のヒンジ構造体１００１Ｄを説明する図である。実施例４のヒンジ構造体１００１Ｄは、導波管プローブとしてＴＭ01モード円環パッチアンテナ１０８６を使用し、導波管内に直接にＴＭ01モードで電波を入射する点に特徴がある。
【０２２７】
前述のように、ＴＭ01モードには偏波が存在しないためヒンジを回転させても受信できる。ここで、実施例４のヒンジ構造体１００１Ｄのように、導波管内に直接にＴＭ01モードで電波を入射しＴＭ01モードの電波を受信する構成とすることで、モード変換部１０４０を使用しなくても、導波管内をＴＭ01モードで伝送させることで、ヒンジを回転させても受信できる。
【実施例５】
【０２２８】
図１７は、実施例５のヒンジ構造体１００１Ｅを説明する図である。ここで、図１７（Ａ）は、ヒンジ構造体１００１Ｅの全体概要を示す。図１７（Ｂ）は、ヒンジ構造体１００１Ｅで使用される伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８用のアンテナ構造を示す図である。
【０２２９】
実施例５のヒンジ構造体１００１Ｅは、図４に示した組合せ態様の構成例１〜構成例３の何れかを適用するものであり、伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８の双方に円偏波プローブ１０８０を使用する。導波管１０１４、基板１２０２、マイクロストリップ線路１０２４、終端部材１０９０が可動部１００４を構成する部材で、これらと図示しない一方の通信部を含む全体が、他方の通信部が搭載された固定部１００２に対して相対的に回転するようになっている。
【０２３０】
図示しないが、導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側と導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の少なくとも一方には、必要に応じて終端部材１０９０や電波吸収体１０９２の何れか一方を配置してもよい。例えば、円偏波プローブ１０８０から放射される電波を効率良く進行方向に伝送させるために、導波管１０１２と導波管１０１４の固定部１００２側と可動部１００４側の端部に、高さＨが約λ／４（λ：波長）となる終端部材１０９０を設置する。
【０２３１】
ヒンジ構造体１００１Ｅは、固定部１００２の伝送路結合部１１０８と可動部１００４の伝送路結合部１２０８に円偏波プローブ１０８０を使用し、導波管１０１２と導波管１０１４には偏波変換部１０３０を適用しない。導波管１０１２と導波管１０１４には偏波変換部１０３０が不要であり構造がシンプルである。
【０２３２】
このように、実施例５のヒンジ構造体１００１Ｅは、偏波プローブ１０８０を使用する導波管を上下２セット設置した構造であり、偏波変換部１０３０を具備しない導波管１０１２及び導波管１０１４を用いて信号伝送を行なう。このような実施例５のヒンジ構造体１００１Ｅにおける信号の流れ（送信アンテナ→筒状部→筒状部→受信アンテナ）の過程の偏波の状態は、円偏波→円偏波のまま伝送→円偏波のまま伝送→円偏波となる。つまり、固定部１００２の導波管１０１２と可動部１００４の導波管１０１４の何れか一方に円偏波で入力し、円偏波のまま導波管１０１２及び導波管１０１４を伝達し、固定部１００２の導波管１０１２と可動部１００４の導波管１０１４の何れか他方の導波管プローブにカップリングする。要するに、偏波変換部１０３０（偏波変換構造）を持たない２つの導波管１０１２及び導波管１０１４を用いて円偏波のみで無線信号の伝送を行なう。
【０２３３】
この場合の信号の流れを具体的に説明する。送信側のマイクロストリップ線路１０２２（或いはマイクロストリップ線路１０２４）から出力された信号は、円偏波プローブ１０８０を介して円偏波に変換され、導波管１０１２と導波管１０１４内に伝送される。受信側の円偏波プローブ１０８０は、クランク状部材１０８２で円偏波信号を受信して、授受端１０８６より直線偏波状態の受信信号を受信側のマイクロストリップ線路１０２４（或いはマイクロストリップ線路１０２２）に送る。これにより、図示を割愛した高周波回路に受信信号を受け渡すことができる。
【実施例６】
【０２３４】
図１８は、実施例６のヒンジ構造体１００１Ｆを説明する図であり、ヒンジ構造体１００１Ｅの全体概要を示す。実施例６のヒンジ構造体１００１Ｆは、直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を利用することで、時分割多重や周波数分割多重やその他の多重手法を適用せずに、同じ搬送周波数を使用しながら、同一方向の２系統の通信や双方向の通信等、２倍の情報を伝送する点に特徴がある。
【０２３５】
図は、図８（Ａ−３ｃ）に示した直線偏波プローブ１０７０と偏波変換部１０３０Ｂを利用する形態を採用して、直線偏波プローブ１０７０_1を右旋円偏波用として使用し、直線偏波プローブ１０７０_2を左旋円偏波用として使用して、双方向の通信を行なう例で示している。
【０２３６】
例えば、固定部１００２側から可動部１００４側への信号伝送では、図示しない信号処理回路からマイクロストリップ線路１０２２_1を介して伝送されたミリ波帯の電気信号は伝送路結合部１１０８_1に使用される直線偏波プローブ１０７０_1で無線信号に変換されて導波管１０１２に供給され、偏波変換部１０３０Ｂ_1（金属突起物１０３４）で円偏波に変換され導波管１０１４に供給される。そして、導波管１０１４の偏波変換部１０３０Ｂ_2（金属突起物１０３４）で直線偏波に戻され、伝送路結合部１２０８_1に使用される直線偏波プローブ１０７０_1で受信され電気信号に戻されてマイクロストリップ線路１０２４_1を介して図示しない信号処理回路に供給される。
【０２３７】
可動部１００４側から固定部１００２側への信号伝送では、図示しない信号処理回路からマイクロストリップ線路１０２４_2を介して伝送されたミリ波帯の電気信号は伝送路結合部１１０８_2に使用される直線偏波プローブ１０７０_2で無線信号に変換されて導波管１０１４に供給され、偏波変換部１０３０Ｂ_2（金属突起物１０３４）で円偏波に変換され導波管１０１２に供給される。そして、導波管１０１２の偏波変換部１０３０_1（金属突起物１０３４）で直線偏波に戻され、伝送路結合部１１０８_2に使用される直線偏波プローブ１０７０_2で受信され電気信号に戻されてマイクロストリップ線路１０２２_2を介して図示しない信号処理回路に供給される。
【０２３８】
図示した例は一例であり、これに限らず、直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を生成できる他のプローブ（アンテナ）の形態も採用できる。例えば、図８（Ｂ−３ｃ）に示した直線偏波プローブ１０７０と偏波変換部１０３０Ｂとを組み合わせる形態や、図５（Ｂ−１）に示した右旋偏波用の円偏波プローブ１０８０_1と図５（Ｂ−５）に示した左旋偏波用の円偏波プローブ１０８０_2を組み合わせる形態も採用できる。
【実施例７】
【０２３９】
図１９は、実施例７のヒンジ構造体１００１Ｇを説明する図である。ここで、図１９（Ａ）は、実施例７の第１例のヒンジ構造体１００１ＧＡの全体概要を示す。図１９（Ｂ）は、実施例７の第２例のヒンジ構造体１００１ＧＢの機能ブロック図である。
【０２４０】
実施例７のヒンジ構造体１００１Ｇは、時分割多重や周波数分割多重を利用することで、直交偏波（右旋円偏波、左旋円偏波）を適用せずに、同一方向の２系統の通信や双方向の通信等、２倍の情報を伝送する点に特徴がある。
【０２４１】
［第１例］
例えば、図１９（Ａ）に示す第１例のヒンジ構造体１００１ＧＡは、固定部１００２と可動部１００４のそれぞれに送信部と受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いて、全二重の双方向通信を行なう構成である。図は、固定部１００２と可動部１００４のそれぞれに１つずつの送信部と受信部を配置する場合で示している。送信部と受信部は例えば注入同期方式を適用する。
【０２４２】
例えば、固定部１００２には第１通信装置１００（送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部１２０）を配置し、可動部１００４には第２通信装置２００（送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部２２０）を配置する。マイクロストリップ線路１０２２と送信側信号生成部１１０及び受信側信号生成部１２０との間にはアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを利用した方向性結合部１１０９を配置し、マイクロストリップ線路１０２４と送信側信号生成部２１０及び受信側信号生成部２２０との間にもアンテナ切替部の一例であるサーキュレータを利用した方向性結合部１２０９を配置する。
【０２４３】
全二重の双方向伝送を可能とするべく、信号伝送する送信部と受信部の組ごとに別の周波数を基準搬送信号として割り当てる。例えば、送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、送信側信号生成部２１０と受信側信号生成部１２０の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用する。伝送路結合部１０８及び伝送路結合部２０８のアンテナとしては、例えば直線偏波プローブ１０７０を使用する。直線偏波プローブ１０７０に代えて円偏波プローブ１０８０を使用してもよい。
【０２４４】
固定部１００２側から可動部１００４側への信号伝送では、固定部１００２側の送信側信号生成部１１０で生成された搬送周波数ｆ１のミリ波信号は方向性結合部１１０９を介して伝送路結合部１１０８に使用される直線偏波プローブ１０７０に伝達され、直線偏波で導波管１０１２及び導波管１０１４内を無線伝送される。受信側である可動部１００４側では、伝送路結合部１２０８に使用される直線偏波プローブ１０７０により直線偏波のミリ波信号が受信され、方向性結合部１２０９を介して受信側信号生成部２２０に供給される。受信側信号生成部２２０は送信側信号生成部１１０が変調に使用した搬送周波数ｆ１に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調する。
【０２４５】
逆に、可動部１００４側から固定部１００２側への信号伝送では、可動部１００４側の送信側信号生成部２１０で生成された搬送周波数ｆ２のミリ波信号は方向性結合部１２０９を介して伝送路結合部１２０８に使用される直線偏波プローブ１０７０に伝達され、直線偏波で導波管１０１４及び導波管１０１２内を無線伝送される。受信側である固定部１００２側では、伝送路結合部１１０８に使用される直線偏波プローブ１０７０により直線偏波のミリ波信号が受信され、方向性結合部１１０９を介して受信側信号生成部１２０に供給される。受信側信号生成部１２０は送信側信号生成部２１０が変調に使用した搬送周波数ｆ２に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調する。
【０２４６】
このように、実施例７の第１例では、２つの搬送周波数ｆ１及び搬送周波数ｆ２を用いた周波数分割多重の適用において、互いに逆方向にそれぞれ異なる信号を伝送する全２重の双方向通信を干渉問題を起すことなく実現できる。
【０２４７】
［第２例］
図１９（Ｂ）に示す第２例のヒンジ構造体１００１ＧＢは、固定部１００２と可動部１００４の何れか一方を送信側とし他方を受信側とし、同一方向に伝送する場合に、送信側にはＮ組（Ｎは２以上の正の整数）の送信部を配置し、受信側にもＮ組の受信部を配置し、送信部と受信部の組で各別の搬送周波数を用いる構成である。図は、固定部１００２を送信側とし可動部１００４を受信側とし、Ｎ＝２とする場合で示している。送信部と受信部はそれぞれ注入同期方式を適用する。
【０２４８】
例えば、固定部１００２には第１通信装置１００（第１の送信側信号生成部１１０_1及び第２の送信側信号生成部１１０_2）を配置し、可動部１００４には第２通信装置２００（第１の受信側信号生成部２２０_1及び第２の受信側信号生成部２２０_2）を配置する。第１の送信側信号生成部１１０_1と第１の受信側信号生成部２２０_1の組では第１の搬送周波数ｆ１を使用し、第２の送信側信号生成部１１０_2と第２の受信側信号生成部２２０_2の組では第２の搬送周波数ｆ２（≠ｆ１）を使用する。伝送路結合部１０８及び伝送路結合部２０８のアンテナとしては、例えば円偏波プローブ１０８０を使用する。円偏波プローブ１０８０に代えて直線偏波プローブ１０７０を使用してもよい。
【０２４９】
第１の送信側信号生成部１１０_1で生成された搬送周波数ｆ１のミリ波信号及び第２の送信側信号生成部１１０_2で生成された搬送周波数ｆ２のミリ波信号は多重化処理部１１３の一例である結合器で１系統に纏められ、伝送路結合部１０８の円偏波プローブ１０８０を介して円偏波にて導波管１０１２及び導波管１０１４内に伝送される。受信側の円偏波プローブ１０８０は、円偏波のミリ波信号を受信し単一化処理部２２８の一例である分配器で２系統に分離し、第１の受信側信号生成部２２０_1と第２の受信側信号生成部２２０_2とに供給する。第１の受信側信号生成部２２０_1は第１の送信側信号生成部１１０_1が変調に使用した搬送周波数ｆ１に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調し、第２の受信側信号生成部２２０_2は第２の送信側信号生成部１１０_2が変調に使用した搬送周波数ｆ２に注入同期した再生搬送信号を生成し受信したミリ波信号を復調する。
【０２５０】
このように、実施例７の第２例では、２つの搬送周波数ｆ１及び搬送周波数ｆ２を用いて、同一方向にそれぞれ異なる信号を伝送する周波数分割多重伝送を干渉問題を起すことなく実現できる。
【実施例８】
【０２５１】
図２０は、実施例８のヒンジ構造体１００１Ｈを説明する図である。ここで、図２０（Ａ）は、ヒンジ構造体１００１Ｈの全体概要を示す。図２０（Ｂ）は、ヒンジ構造体１００１Ｈの全体概要を示す側断面図である。
【０２５２】
実施例８のヒンジ構造体１００１Ｈは、ヒンジを、導波管の長手方向に長さを変えられる構造、つまり伸縮可能なヒンジ構造とする点に特徴がある。図示した例は、固定部１００２側の導波管１０１２の方が可動部１００４の導波管１０１４よりも管の断面サイズが大きく、導波管１０１２の内径と導波管１０１４の外径がほぼ等しく、導波管１０１４の外壁が、導波管１０１２の内壁に沿ってスライド（挿脱）可能になっている。
【０２５３】
好ましくは、図２０（Ｂ）に示すように、導波管１０１４先端の導波管１０１２との接続部１０１５を、導波管１０１２側に掛けてテーパー状にするとよい。こうすることで、導波管１０１４内を伝搬してきた電波を導波管１０１２内にスムーズに伝搬できるし、導波管１０１２内を伝搬してきた電波を導波管１０１４内にスムーズに伝搬できる。
【実施例９】
【０２５４】
図２１は、実施例９のヒンジ構造体１００１Ｉを説明する図であり、ヒンジ構造体１００１Ｉの全体概要を示す。
【０２５５】
実施例９のヒンジ構造体１００１Ｉは、第２例の信号伝送装置１Ｂを実施例１〜実施例８の何れかのヒンジ構造体１００１に適用する態様、つまり、伝送対象の信号だけでなく、電力も無線により相手側に供給する構成とする点に特徴がある。電力を無線で伝送するには、先に説明したように、電波受信型、電磁誘導型、共鳴型等の何れをも採用できるが、図は、実施例１のヒンジ構造体１００１Ａをベースにして、電力伝送用コイルを使用する電磁誘導型や共鳴型を適用する場合で示している。
【０２５６】
例えば、固定部１００２側の電力伝送用コイル１９１２は基板１９１０にパターン形成され（図は便宜的に１ターンコイルで示している）、引出しパターン１９１４を介して図示しない電力回路（送電側の場合は電力供給部、受電側の場合は電力受取部）と接続される。可動部１００４側の電力伝送用コイル１９２２は基板１９２０にパターン形成され（図は便宜的に１ターンコイルで示している）、引出しパターン１９２４を介して図示しない電力回路（送電側の場合は電力供給部、受電側の場合は電力受取部）と接続される。
【０２５７】
実施例９のヒンジ構造体１００１Ｉのように、伝送対象信号を無線で伝送するだけでなく、非接触で電力を伝送する方法も採用することで、電気配線や端子を介したインタフェースが完全に不要となり、ケーブルレスの装置構成にできる。電源を含む全ての信号を、固定部１００２側から可動部１００４側へ（或いは逆に固定部１００２側から可動部１００４側へ）無線で伝送できる。
【実施例１０】
【０２５８】
図２２は、実施例１０のヒンジ構造体１００１Ｊを説明する図であり、ヒンジ構造体１００１Ｊの全体概要を示す側断面図である。
【０２５９】
実施例１０のヒンジ構造体１００１Ｊは、第１例の信号伝送装置１Ａを実施例１〜実施例８の何れかのヒンジ構造体１００１に適用する場合、つまり電源は無線伝送しない構成とする場合の電源供給の具体的手法の一例を示すものである。ヒンジ構造において、無線（電波）によらずに伝送対象信号や電源（電力）を相手方の筐体へ伝送するには、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やケーブル等の電気配線を使用することが先ず考えられるが、この場合、電気配線の切断や引回しが問題となる。例えば、伝送対象信号をヒンジ構造の空洞を利用した導波管内で無線伝送する際に、ヒンジ構造の導波管内に電気配線が配設されていると、電気配線の不意の移動により電波の伝送経路が簡単に遮られ通信が妨害される難点がある。又、電波の伝送経路としての空間（導波管）の寸法に余裕を持たせる必要がありヒンジ構造（の筐体）の小型化の妨げにもなる。
【０２６０】
この対策として、実施例１０では、電気配線ではなく、固定導体（固定ブラシまたは固定電極）と回転導体（回転ブラシまたは回転電極）で構成されたスリップリング機構を利用した機構的な接続を採用する。図示のように、固定部１００２側は、導波管１０１２が固定側ベース３２０２に取り付けられている。可動部１００４側は、導波管１０１４に回転側ベース３３０２が取り付けられており、導波管１０１４と回転側ベース３３０２とが一体となって、ヒンジ機構の回転軸を中心にして回転可能になっている。
【０２６１】
スリップリング機構３０００は、固定導体と回転導体を有し、両者の接触により電波での伝送を行なわない信号や電源の電気的な接続が可能になっている。一例として、固定側ベース３２０２には、導波管１０１２の外周を取り巻くように円筒部３２０４が設けられており、円筒部３２０４の内周部の一部に固定ブラシ３２０６が取り付けられている。固定ブラシ３２０６は図示しない配線パターンを介して引出し線３２０８と接続される。回転側ベース３３０２には、導波管１０１４及び導波管１０１２の外周を取り巻くように円筒部３３０４が設けられており、円筒部３３０４の内周部における固定ブラシ３２０６と対応する部分に回転電極３３０６が固定ブラシ３２０６と接触するように取り付けられている。回転電極３３０６は図示しない配線パターンを介して引出し線３３０８と接続される。回転電極３３０６は、回転側ベース３３０２の外周縁に沿って円周状に導電部材が設けられて構成される。図は、固定ブラシ３２０６と回転電極３３０６の対が３組設けられている例で示しているが、その数は任意である。
【０２６２】
このような実施例１０のヒンジ構造体１００１Ｊにおいては、固定部１００２から可動部１００４（或いは逆に可動部１００４から固定部１００２）への電力供給はスリップリング機構３０００を介して供給する。固定部１００２で取得される映像信号や可動部１００４側の各部を制御するまたは可動部１００４側で取得される各種の制御情報のような容量の大きいデータは、ミリ波帯或いはその近傍の周波数帯の電波で導波管１０１２及び導波管１０１４を介して伝送する。ヒンジ構造の回転角が大きい場合（例えば９０度を超える場合）、導波管１０１２内及び導波管１０１４内の無線電送は、好ましくは円偏波で伝送する。これによって、固定部１００２に対して可動部１００４の回転角を大きくする場合でも、高解像度、高画質の画像信号や制御情報を、何らの問題もなく伝送できる。固定部１００２と可動部１００４との間で高速無線データ伝送を実現できるし、電気配線による通信妨害の影響を受ける虞れはない。因みに、固定ブラシ３２０６と回転電極３３０６の対の一部を、伝送対象信号（例えば低速・小容量で十分なもの）の有線伝送に利用してもよい。
【実施例１１】
【０２６３】
前述した信号伝送装置１やヒンジ構造体１００１は、信号伝送装置１を備えたヒンジ構造体１００１（モジュールの形態：回転駆動部１０６０を含んでいてもよい）として流通され得るし、さらに、このようなヒンジ構造体１００１を具備する電子機器に実装された商品形態でも流通され得る。例えば、携帯電話機、ノートパソコン、ビデオカメラ（ビデオムービー）、電子ブック、電子辞書、電子手帳、携帯型のゲーム機器等のように、第１の筐体（例えば本体側の筐体）と第２の筐体（例えばディスプレイや操作パネル等の筐体）との接続部分に、ヒンジ構造を利用した連結部として利用される。以下に、そのようなヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の製品例の幾つかについて説明する。
【０２６４】
［電子機器：第１例］
図２３は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第１の製品例を説明する図である。ここで、図２３（Ａ）は、第１例の電子機器の全体概要を示す図である。図２３（Ｂ）は、第１例の電子機器の連結部を示す要部断面図である。図２３（Ｃ）は、図２３（Ｂ）のヒンジ構造体１００１の概略図である。
【０２６５】
第１の製品例は、本実施形態のヒンジ構造体１００１を携帯電話機へ適用したものである。尚、図２３（Ｂ）は、特許第４０７９１２６号公報の図２をベースにして、同様の構成材については参照符号を９００番台で示し１０番台と１番台は同一の参照符号を使用している。以下、主要な部分について説明する。図２３（Ａ）に示すように、電子機器の一例である携帯電話機９００Ａは、操作部９１１を有する操作部筐体９１０を第１の筐体として備えるとともに、表示部９３１を有する表示部筐体９３０を第２の筐体として備える。図２３（Ｂ）に示すように、操作部筐体９１０は、平板形状をしており、内部にプリント配線基板９１３やその他の装置が収納されている。同様に、表示部筐体９３０は、平板形状をしており、内部にプリント配線基板９３３やその他の装置が収納されている。
【０２６６】
操作部筐体９１０と表示部筐体９３０との間に、ヒンジ構造体１００１が構成され、操作部筐体９１０と表示部筐体９３０とが折り畳んで重ね合わせられるように接続されている。携帯電話９００Ａの操作部筐体９１０と表示部筐体９３０とをヒンジ構造体１００１により折畳み自在に連結する。ヒンジ構造体１００１は、２つの導波管１０１２と導波管１０１４とを折畳み回転軸と同軸芯に並べた構造を持ち、導波管１０１２の端部にアンテナ構造を持つ伝送路結合部１１０８を配し導波管１０１４の端部にアンテナ構造を持つ伝送路結合部１２０８を配することで信号伝送装置１を構成する。操作部筐体９１０と表示部筐体９３０との連結部分に導波管構造の無線信号伝送路を形成し、送受信間で電波の周波数帯で無線伝送を行なう。
【０２６７】
具体的には、表示部筐体９３０（表示部側軸受９３２）側の連結部分に設けられた空洞部９９２から操作部側筒状部９２０側の連結部分に設けられた空洞部９９４に亘って、導波管１０１２と導波管１０１４とが１つの導波管として一体化し導波路部として使用されるヒンジ構造体１００１が空洞内（空洞部９９２及び空洞部９９４）に配置されている。詳細には、図２３（Ｃ）に示すように、表示部筐体９３０側の連結部分に設けられた空洞部９９２から内筒部９４１に掛けて、ヒンジ構造体１００１の導波管１０１２が設けられる。そして、操作部側筒状部９２０側の連結部分に設けられた空洞部９９４ヒンジ構造体１００１の導波管１０１４が、その円周断面が導波管１０１２の円周断面が対向するように設けられる。導波管１０１２の導波管１０１４とは反対側の端部は固定部材を介して表示部筐体９３０に固定される。導波管１０１４の導波管１０１２とは反対側の端部は操作部側筒状部９２０に固定部材を介して固定される。固定部材は、導波管１０１２や導波管１０１４を各筐体に固定する際の長さ調整の機能を持つ。ヒンジ構造体１００１の実施例１〜実施例１０で説明したように、導波管１０１２と導波管１０１４の各端部には必要に応じて終端部材１０９０や電波吸収体１０９２が設けられる。
【０２６８】
導波管１０１２側の基板１１０２は通信チップ８００１を搭載した基板８１０１に接続され、更に基板８１０１は、操作部９１１（ＬＳＩ機能部１０４と対応する）側のプリント配線基板９１３とワイヤーハーネス９９６を介して接続される。好ましくは、伝送路結合部１１０８が配される基板１１０２に通信チップ８００１を設けて、第１の信号処理部（通信チップ８００１）と送信部（伝送路結合部１１０８）を第１の基板（基板１１０２）に配置して第１の筐体（操作部筐体９１０）内に設けるとよい。導波管１０１４側の基板１２０２は通信チップ８００２を搭載した基板８１０２に接続され、更に基板８１０２は、表示部９３１（ＬＳＩ機能部２０４と対応する）側のプリント配線基板９３３とワイヤーハーネス９９８を介して接続される。好ましくは、伝送路結合部１２０８が配される基板１２０２に通信チップ８００２を設けて、第２の信号処理部（通信チップ８００２）と受信部（伝送路結合部１２０８）を第２の基板（基板１２０２）に配置して第２の筐体（表示部筐体９３０）内に設けるとよい。つまり、操作部側とディスプレイ部側の双方は、一体の基板上に伝送路結合部（アンテナ等）と通信チップを載せるとよい。ヒンジ構造体１００１は、通信チップ８００１が前述の半導体チップ１０３と半導体チップ２０３の何れか一方を備えるとともに通信チップ８００２が半導体チップ１０３と半導体チップ２０３の他方を備えることで、片方向通信可能な構成になる。ヒンジ構造体１００１は、通信チップ８００１と通信チップ８００２の双方が半導体チップ１０３と半導体チップ２０３の両方を備えることで双方向通信可能な構成になる。
【０２６９】
尚、この例では、ヒンジ構造体１００１の空洞部に配する２つの導波管は、開閉中心軸と同一軸芯であるが、ヒンジ構造体１００１Ａの構成は複数の筐体を開閉中心軸を中心にして折畳み可能なものであればよく、このようなものに限定されない。例えば、第１の筐体と第２の筐体がボールジョイント等を利用した連結部で連結されることにより、折畳み動作ととともに捻り動作も可能となるように構成されたものにも適用することができる。この場合、連結部は、開閉中心軸の周りに折畳み自在とし、且つ、開閉中心軸に垂直な垂直回転中心軸の周りに回転自在とする２軸ヒンジ機構とする。そして、２つの筐体が相対的に変位した場合でも、両筐体間で電波による無線通信が可能となるように、第１の筐体と第２の筐体とに伝送路結合部（詳しくは例えばアンテナ機構）を各々設けるとともに、開閉中心軸及び垂直回転中心軸上にＬ字状をなすように導波管を設けて電波の伝送路としの無線信号伝送路９を設け、且つ、２つの中心軸の交点に反射板を設けるとよい。
【０２７０】
［電子機器：第１例に対する第１変形例］
図２４は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第１の製品例に対する第１変形例を説明する図である。第１の製品例に対する第１変形例は、ヒンジ構造体１００１の空洞そのものを無線信号伝送路として利用する形態である。第１の筐体の内部に設けられた第１のプリント配線基板に第１の通信部（送信側の信号処理部と送信部）を配置し、第２の筐体の内部に設けられた第２のプリント配線基板に第２の通信部（受信部と受信側の信号処理部）を配置し、送信部と受信部とは第１筒状部の開口部及び第２筒状部の開口部との組付け部分（ヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部分）で、電波により伝送対象信号を伝達しあう。
【０２７１】
例えば、操作部筐体９１０側のプリント配線基板９１３に通信チップ８００１と伝送路結合部１１０８を設け、表示部筐体９３０側のプリント配線基板９３３に通信チップ８００２と伝送路結合部１２０８を設ける。プリント配線基板９１３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９２まで配置する。プリント配線基板９３３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９４まで配置する。伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８のアンテナ構造としては、伝送路結合部１１０８から伝送路結合部１２０８への指向性（逆に伝送路結合部１２０８から伝送路結合部１１０８への指向性）を持つものであればよく、例えばロッドアンテナを使用する。プリント配線基板９１３及びプリント配線基板９３３に、伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８とを、送信端と受信端とが対向するように配置する。これにより、ヒンジ構造体１００１の空洞部分（空洞部９９２及び空洞部９９４）そのものを無線信号伝送路として利用して表示部筐体９３０と操作部筐体９１０との間で情報を送受信することができる。
【０２７２】
［電子機器：第１例に対する第２変形例］
図２５は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第１の製品例に対する第２変形例を説明する図である。第１の製品例に対する第２変形例は、無線信号伝送路として、無線信号（電磁波、電波）を伝送路中に閉じ込めつつ無線信号を伝送させる構造（無線信号閉込め構造、例えばミリ波閉込め構造）を持つ誘電体伝送路９Ａを使用し、誘電体素材や遮蔽材に柔軟性を持たせ、ヒンジ構造体１００１の空洞に誘電体伝送路９Ａを引き回す態様である。柔軟性のある無線信号閉込め構造を無線信号伝送路９として積極的に利用することで、例えば電気配線のように無線信号伝送路９としての誘電体伝送路９Ａの引回しを任意に確定することができる。
【０２７３】
例えば、操作部筐体９１０側のプリント配線基板９１３に通信チップ８００１と伝送路結合部１１０８を設け、表示部筐体９３０側のプリント配線基板９３３に通信チップ８００２と伝送路結合部１２０８を設ける。第１変形例とは異なり、プリント配線基板９１３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９２まで配置する必要はないし、プリント配線基板９３３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９４まで配置する必要はない。通信チップ８００１及び伝送路結合部１１０８はプリント配線基板９１３上の任意の位置に任意の向きで配置してよいし、通信チップ８００２及び伝送路結合部１２０８はプリント配線基板９３３上の任意の位置に任意の向きで配置してよい。誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば、アンテナ間を例えばシリコーン樹脂系のような柔らかい（柔軟性を持つ）誘電体素材で接続する。伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８のアンテナ構造としては誘電体伝送路９Ａに電波を入射できる、あるいは誘電体伝送路９Ａからの電波を受信できるようなものであればよい。これにより、ヒンジ構造体１００１の空洞部分（空洞部９９２及び空洞部９９４）に、無線信号伝送路としての誘電体伝送路９Ａを引き回して表示部筐体９３０と操作部筐体９１０との間で情報を送受信することができる。
【０２７４】
［電子機器：第１例に対する第３変形例］
図２６は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第１の製品例に対する第３変形例を説明する図である。第１の製品例に対する第３変形例は、操作部筐体９１０と表示部筐体９３０とを電波の伝達が可能な誘電体素材で構成することで、筐体そのものを無線信号伝送路９として利用する形態である。操作部筐体９１０と表示部筐体９３０とを電波の伝達が可能な誘電体素材で構成すれば、操作部筐体９１０及び表示部筐体９３０を無線信号伝送路９として利用して、送受信間で電波の周波数帯で無線伝送を行なうこともできる。この場合、操作部筐体９１０と表示部筐体９３０の全体を電波の伝達に好適な誘電体素材で構成することは必須ではなく、送受信間を結ぶ経路の部分のみ電波の伝達に好適な誘電体素材で構成してもよい。つまり、筐体を構成する通常の誘電体素材中の送受信間を結ぶ経路の部分（無線信号伝送路をなす部分）のみに、電波の伝達に好適な誘電体素材を埋め込んで誘電体伝送路としてもよい。例えば、図２３に示す第１例をベースに、開口部９２２を誘電体素材９２２ａで埋め込み、開口部９４２を誘電体素材９４２ａで埋め込む。操作部筐体９１０と表示部筐体９３０とが折り畳んで重ね合わせられる過程では、誘電体素材９２２ａと誘電体素材９４２ａとは常に対向した状態が維持される。
【０２７５】
操作部筐体９１０側のプリント配線基板９１３に通信チップ８００１と伝送路結合部１１０８を設け、表示部筐体９３０側のプリント配線基板９３３に通信チップ８００２と伝送路結合部１２０８を設ける。プリント配線基板９１３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９２の誘電体素材９２２ａの部分まで配置する。プリント配線基板９３３はヒンジ構造体１００１の連結部の空洞部９９４の誘電体素材９４２ａの部分まで配置する。プリント配線基板９１３及びプリント配線基板９３３に、伝送路結合部１１０８と伝送路結合部１２０８とを、送信端と受信端とが誘電体素材９２２ａと誘電体素材９４２ａを挟んで対向するように配置する。伝送路結合部１１０８及び伝送路結合部１２０８のアンテナ構造としては、伝送路結合部１１０８から伝送路結合部１２０８への指向性（逆に伝送路結合部１２０８から伝送路結合部１１０８への指向性）を持つものであればよく、例えばロッドアンテナを使用する。これにより、操作部筐体９１０の一部をなす誘電体素材９２２ａと表示部筐体９３０の一部をなす誘電体素材９４２ａそのものを無線信号伝送路９としての誘電体伝送路９Ａとして利用して表示部筐体９３０と操作部筐体９１０との間で情報を送受信することができる。送受信間に操作部筐体９１０及び表示部筐体９３０を挟むが、その素材が誘電体素材であるので電波（この例ではミリ波帯）での無線伝送に大きな影響を与えることはない。ヒンジ構造体１００１の連結部を利用して電波により筐体間の信号伝送を行なう点においては連結部の空洞に導波管を設けて無線通信を行なう構成と共通するが、導波管が不要であるから、極めて単純な構成で、ヒンジ構造体における信号インタフェースを構築できる。
【０２７６】
［電子機器：第２例］
図２７は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第２の製品例を説明する図である。第２の製品例は、本実施形態のヒンジ構造体１００１を表示装置が搭載されるノートパソコンへ適用したものである。図２７に示すように、電子機器の一例であるノート型パーソナルコンピュータ９００Ｂは、文字や図形等を入力するとき操作されるキーボード９９２２が本体部である操作部筐体９９２１（第１の筐体）に設けられ、画像を表示する表示部９９２６が第２の筐体である表示部筐体９９２５に設けられている。操作部筐体９９２１と表示部筐体９９２５とは、本実施形態のヒンジ構造体１００１が適用された連結部９９２７（左右２箇所にある）により連結されることで、折畳み自在に連結して構成される。
【０２７７】
［電子機器：第３例］
図２８は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第３の製品例を説明する図である。第３の製品例は、本実施形態のヒンジ構造体１００１をビデオカメラへ適用したものである。図２８に示すように、電子機器の一例であるビデオカメラ９００Ｃは、本体側筐体９９３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ９９３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ９９３３、表示部筐体９９３５に設けられた表示部９９３６等を含む。本体側筐体９９３１と表示部筐体９９３５とは、本実施形態のヒンジ構造体１００１が適用されるとともにボールジョイント等を利用した連結部９９３７により連結されることで、折畳み動作とともに捻り動作も可能となるように構成されている。
【０２７８】
［電子機器：第４例］
図２９は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第４の製品例を説明する図である。第４の製品例は、本実施形態のヒンジ構造体１００１を携帯型のゲーム機器へ適用したものである。図２９に示すように、電子機器の一例である携帯型のゲーム機器９００Ｄは、カーソルを移動するとき操作される各種の操作ボタンを有する操作部９９４２及び画像を表示する第１表示部９９４３が本体側筐体９９４１（第１の筐体）に設けられ、画像を表示する第２表示部９９４６が第２の筐体である表示部筐体９９４５に設けられている。本体側筐体９９４１と表示部筐体９９４５とは、本実施形態のヒンジ構造体１００１が適用された連結部９９４７（左右２箇所にある）により連結されることで、折畳み自在に連結して構成される。
【０２７９】
［電子機器：第５例］
図３０は、ヒンジ構造体１００１が適用される電子機器の第５の製品例を説明する図である。第５の製品例は、本実施形態のヒンジ構造体１００１を電子手帳へ適用したものである。図３０に示すように、電子機器の一例である電子手帳９００Ｅは、文字や図形等を入力するとき操作されるキーボード９９５２が本体部である操作部筐体９９５１（第１の筐体）に設けられ、画像を表示する表示部９９５６が第２の筐体である表示部筐体９９５５に設けられている。操作部筐体９９５１と表示部筐体９９５５とは、本実施形態のヒンジ構造体１００１が適用された連結部９９５７（左右２箇所にある）により連結されることで、折畳み自在に連結して構成される。
【０２８０】
［その他の電子機器］
本実施形態のヒンジ構造体１００１は、携帯電話機９００Ａ、ノート型パーソナルコンピュータ９００Ｂ、ビデオカメラ９００Ｃ、ゲーム機器９００Ｄのみならず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のような他の種類の携帯端末装置であっても、同様の技術的思想に基づいて、適用することができる。
【０２８１】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２８２】
又、前記の実施形態は、クレーム（請求項）に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０２８３】
１…信号伝送装置、９…無線信号伝送路、１００…第１通信装置、１０２…基板、１０７…信号生成部、１０３…半導体チップ、１０８…伝送路結合部、１１０…送信側信号生成部、１２０…受信側信号生成部、１７４…電力供給部、２００…第２通信装置、２０２…基板、２０３…半導体チップ、２０７…信号生成部、２０８…伝送路結合部、２２０…受信側信号生成部、２７８…電力受取部２７８、９００Ａ…携帯電話（電子機器の一例）、９００Ｂ…ノート型パーソナルコンピュータ（電子機器の一例）、９００Ｃ…ビデオカメラ（電子機器の一例）、９００Ｄ…ゲーム機器（電子機器の一例）、９００Ｅ…電子手帳（電子機器の一例）、１００１…ヒンジ構造体、１００２…固定部、１００４…可動部、１０１２…導波管、１０１４…導波管、１０２２…マイクロストリップ線路、１０２４…マイクロストリップ線路、１０３０…偏波変換部、１０４０…モード変換部、１０７０…直線偏波プローブ、１０８０…円偏波プローブ、１０８６…ＴＭ01モード円環パッチアンテナ、１０９０…終端部材、１０９２…電波吸収体、１０９４…方向性結合部材、１１０２…基板、１１０８…伝送路結合部、１２０２…基板、１２０８…伝送路結合部
【図１】
0005671933.tif 000002
【図２】
0005671933.tif 000003
【図３】
0005671933.tif 000004
【図４】
0005671933.tif 000005
【図５】
0005671933.tif 000006
【図６】
0005671933.tif 000007
【図７】
0005671933.tif 000008
【図８】
0005671933.tif 000009
【図９】
0005671933.tif 000010
【図１０】
0005671933.tif 000011
【図１１】
0005671933.tif 000012
【図１２】
0005671933.tif 000013
【図１３】
0005671933.tif 000014
【図１４】
0005671933.tif 000015
【図１５】
0005671933.tif 000016
【図１６】
0005671933.tif 000017
【図１７】
0005671933.tif 000018
【図１８】
0005671933.tif 000019
【図１９】
0005671933.tif 000020
【図２０】
0005671933.tif 000021
【図２１】
0005671933.tif 000022
【図２２】
0005671933.tif 000023
【図２３】
0005671933.tif 000024
【図２４】
0005671933.tif 000025
【図２５】
0005671933.tif 000026
【図２６】
0005671933.tif 000027
【図２７】
0005671933.tif 000028
【図２８】
0005671933.tif 000029
【図２９】
0005671933.tif 000030
【図３０】
0005671933.tif 000031