JP-2026077616-A - 通信装置、及び、Ｘ線ＣＴ装置

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Abstract

【課題】通信品質の劣化を低減すること。【解決手段】本実施形態に係る通信装置は、伝送線路と、基準電位導体と、導体とを備える。前記伝送線路は、一端が終端回路で終端されている。前記基準電位導体は、前記伝送線路を支持し、基準電位を与える。前記導体は、基準電位導体と前記伝送線路に対して略平行に対向配置され、相対的に移動することで前記伝送線路と非接触通信が可能である。前記伝送線路において、前記伝送線路と前記導体とが対向する第一方向から、前記基準電位導体の支持構造を維持したまま、前記第一方向とは異なる第二方向に曲げられた領域、または、前記第二方向から更に前記第二方向とは異なる第三方向に曲げられた領域に前記終端回路が配置されている。【選択図】図１Ｂ

Inventors

梅原誠
玉木寛人
戸叶克輝

Assignees

キヤノンメディカルシステムズ株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20251024
Priority Date: 20241025

Claims (14)

一端が終端回路で終端された伝送線路と、前記伝送線路を支持し、基準電位を与える基準電位導体と、前記伝送線路に対して略平行に対向配置され、相対的に移動することで前記伝送線路と非接触通信が可能な導体と、を備え、前記伝送線路において、前記伝送線路と前記導体とが対向する第一方向から、前記基準電位導体の支持構造を維持したまま、前記第一方向とは異なる第二方向に曲げられた領域、または、前記第二方向から更に前記第二方向とは異なる第三方向に曲げられた領域に前記終端回路が配置されている、通信装置。
前記伝送線路を複数有し、前記基準電位導体は、略環形状であり、前記複数の伝送線路は、前記基準電位導体により、略円形状となるように支持され、前記複数の伝送線路のうち２つの伝送線路の終端回路同士は、前記基準電位導体により、略隣り合うように支持される、請求項１に記載の通信装置。
前記基準電位導体は、前記２つの伝送線路を周方向から径方向に曲げるための構造を有し、前記構造によって形成された前記曲げられた領域において、前記２つの伝送線路それぞれに前記終端回路が配置される部分の間の距離が、前記２つの伝送線路が最も近接する部分の距離よりも長い、請求項２に記載の通信装置。
前記伝送線路は、前記曲げられた領域においてテーパ形状に形成されている、請求項１又は２に記載の通信装置。
前記伝送線路は差動伝送線路であり、前記伝送線路のテーパ形状の両端の特性インピーダンスは略一致する、請求項４に記載の通信装置。
前記伝送線路において、前記テーパ形状に先細りとなった部分から更に延びた部分が形成されている、請求項４に記載の通信装置。
前記曲げられた領域において、前記２つの伝送線路が対向しない領域が形成されるように、前記２つの伝送線路が配置される、請求項２又は３に記載の通信装置。
前記基準電位導体は、前記伝送線路の支持構造を維持したまま、前記第一方向から前記第二方向に折り曲がる折り曲げ部を有し、前記折り曲げ部には、前記伝送線路との間に非導電性の部材が設けられる、請求項１に記載の通信装置。
前記折り曲げ部には、凹部が形成され、前記部材は、前記凹部に設けられる、請求項８に記載の通信装置。
前記伝送線路と前記部材とは接着層を介して固定され、前記部材と前記基準電位導体とは接着層を介して固定される、請求項８または９に記載の通信装置。
前記伝送線路が複数のチャンネル毎に設けられる場合、前記部材は、前記複数のチャンネル毎に設けられる、または、前記複数のチャンネルを跨いで設けられる、請求項８または９に記載の通信装置。
前記伝送線路において、前記折り曲げ部に支持される伝送線路の導体部の密度は、前記折り曲げ部以外の領域で支持される伝送線路の導体部の密度より低い、請求項８または９に記載の通信装置。
前記部材は、発砲材であり、前記発砲材の誘電率は、１～２である、請求項８または９に記載の通信装置。
請求項２、３、８、９のいずれか一項に記載の通信装置が搭載されたＸ線ＣＴ装置。

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、通信装置、及び、Ｘ線ＣＴ装置に関するものである。機器間または機器内のユニット間において電磁界結合を用いて通信を行う非接触通信システムが知られている。非接触通信システムは、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置のガントリー部やネットワークカメラの旋回可動部などに適用される。非接触通信システムでは、非接触によりデータ伝送を行うことで、スリップリングに代表されるような接触式のデータ伝送に比べ経時劣化や摩耗紛などのごみが出ない等の利点がある。しかし、非接触通信システムでは、フレキシブルプリント基板の製造ばらつきや円環形状への加工精度不足等が原因で伝送線路上に実装された終端回路の位置がずれることにより、通信できない領域が増大したり、通信速度が律速したりする可能性がある。その結果、通信品質が劣化する可能性がある。特開２０２３－１３２４５４号公報図１Ａは、従来における通信装置が適用される非接触通信システムの構成の一例を示す斜視図である。図１Ｂは、第１の実施形態に係る通信装置が適用される非接触通信システムの構成の一例を示す斜視図である。図１Ｃは、図１Ｂの断面Ａである基板、伝送線路、金属部の断面構造を示す図である。図１Ｄは、図１Ｂの断面Ｂである終端部の断面構造を示す図である。図２は、本実施形態及び従来例のシミュレーション結果（通過特性）を示す図である。図３は、第２の実施形態に係る通信装置が適用される非接触通信システムの構成の一例を示す図である。図４Ａは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図４Ｂは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図４Ｃは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図４Ｄは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図４Ｅは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図４Ｆは、第２の実施形態に係る通信装置の終端構造の断面を示す図である。図５Ａは、電磁界シミュレーションにより効果を検証した結果を示す図であり、送信カプラから受信カプラへの伝達特性である。図５Ｂは、電磁界シミュレーションにより効果を検証した結果を示す図であり、送信カプラ間の干渉特性である。図６Ａは、第３の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図６Ｂは、第３の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図６Ｃは、第３の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図６Ｄは、第３の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図６Ｅは、図６Ｄの終端構造における干渉特性と、伝送線路にテーパ形状を持たない場合の干渉特性を示す図である。図７Ａは、第４の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図７Ｂは、第４の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図７Ｃは、第４の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図８は、第５の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図９は、第６の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図１０Ａは、第７の実施形態に係る通信装置の伝送線路の一例を示す上面図である。図１０Ｂは、第７の実施形態に係る通信装置の伝送線路の一例を示す上面図である。図１１Ａは、第１の実施形態から第７の実施形態の課題を説明するための図である。図１１Ｂは、第１の実施形態から第７の実施形態の課題を説明するための図である。図１１Ｃは、第１の実施形態から第７の実施形態の課題を説明するための図である。図１２は、第８の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図１３は、環形状金属部の折り曲げ部に凹部を設けなかった場合と凹部を設けた場合とを比較するための図である。図１４は、第９の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図１５は、第１０の実施形態に係る通信装置において、環形状金属部の折り曲げ部に支持される伝送線路をメッシュ構造にしていない場合とメッシュ構造にした場合とを比較するための図である。図１６は、第１１の実施形態に係る通信装置の伝送線路の終端構造の一例を示す斜視図である。図１７は、第１２の実施形態に係る通信装置が適用される非接触通信システムの構成の一例を示す図である。図１８は、第１３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置として、第２の実施形態から第１２の実施形態に係る通信装置が適用されるＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。以下、図面を参照して、通信装置、及び、Ｘ線ＣＴ装置の実施形態について詳細に説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。（第１の実施形態）図１Ａは、従来における通信装置が適用される非接触通信システムの構成の一例を示す斜視図であり、図１Ｂは、第１の実施形態に係る通信装置が適用される非接触通信システム１の構成の一例を示す斜視図である。図１Ｂの非接触通信システム１は、送信側の非接触通信装置１００と、受信側の非接触通信装置２００とを備える。送信側の非接触通信装置１００と受信側の非接触通信装置２００は、電磁界結合を用いて非接触通信を行う通信装置である。なお、本実施形態における電磁界結合には、電界結合と磁界結合との両方が含まれ、伝送線路間における非接触通信は、電界結合によって行われてもよく、磁界結合によって行われてもよく、電界結合と磁界結合の両方によって行われてもよい。ここで、図１Ａ、図１Ｂに共通の構成について、送信側の非接触通信装置１００から順に説明し、その後、本実施形態特有の構成について説明する。まず、送信側の非接触通信装置１００は、伝送方向に沿って長い構造である。送信側の非接触通信装置１００は、基板１０１と、基板１０１を支持する金属部１０４と、送信回路１０９とを備える。基板１０１は、可撓性を有するフレキシブルプリント基板を用いるのが好適であり、例えば、ポリイミド、ポリエステル、または液晶ポリマ等の材質が用いられる。伝送線路１０２は、基板１０１上のパターンとして形成され、例えば、圧延銅箔のような薄状の導電部材が、基板１０１のポリイミドのような誘電部材上に積層配置され構成される。伝送線路１０２は、１つの基板１０１において２本の導電部材が伝送方向に沿って並列に配置された差動伝送用の伝送線路を構成している。金属部１０４は、基板１０１を支持すると共に、伝送線路１０２に伝送される信号（電圧）の基準電位（ＧＮＤ）を与える基準電位導体としても機能する。例えば、金属部１０４は、凹形状や略Ｕ字、Ｖ字状の溝を有し溝の両端部で基板１０１を支持する。図１Ｃは、図１Ｂの断面Ａである基板１０１、伝送線路１０２、金属部１０４の断面構造を示す。伝送線路１０２と金属部１０４は、金属部１０４の溝による空間を介して配置され、空間には、発砲材などの低誘電率材が配置されても良い。また、基板１０１は、両面テープや接着剤により金属部１０４の支持部に固定されていてもよいし、ネジ止めや板金部材によって固定されても良い。なお、図１Ａの断面構造についても、図１Ｂの断面Ａの構造と同様である。送信回路１０９は、非接触にて伝送したい信号１０８を受信し、伝送線路１０２に給電する機能を有する。例えば、装置が大型で伝送したい信号が高速な場合は、信号の減衰による劣化を低減するために光信号にて非接触通信システム１に入力される。入力された光信号を光電変換し、クロックリカバリー回路により、ジッタの低減を行ったり、ＲＦ増幅回路にて信号振幅の増幅や調整を行ったりプリエンファシスなどにより周波数補正を行ったりして非接触伝送信号に適した電気信号にして伝送線路１０２に出力する。本実施形態では、差動バッファ回路が用いられる。次に、受信側の非接触通信装置２００について説明する。非接触通信装置２００は、不図示の基板と、当該基板に形成される受信媒体２０２と、受信回路２０４とを備える。以下、非接触通信装置２００が備える基板を、基板２０１として説明する。基板２０１は、可撓性を有するフレキシブルプリント基板やリジッド基板、フレックスリジット基板等が用いられる。基板２０１は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、液晶ポリマ、またはＦＲ－４等の材質が用いられる。基板２０１は、非接触通信装置１００の基板１０１に対して金属部１０４の反対側に空間を隔てて略平行方向に対向配置され伝送方向に沿って相互に非接触にて移動可能に配置される。受信媒体２０２は、基板２０１上のパターンとして形成され、受信媒体２０２と基板２０１を対向する方向から投影して見たときに受信媒体２０２と伝送線路１０２とが少なくとも一部が重なり合うように配置される。つまり、送信側の非接触通信装置１００の伝送線路１０２は、非接触信号を送信する送信カプラとして機能し、受信側の非接触通信装置２００の受信媒体２０２は、伝送線路１０２と電磁界結合により非接触信号が誘起される受信する受信カプラとして機能する。このような構成により、基板２０１が、基板１０１に対して相対的に平行移動している間でも、伝送線路１０２と、受信媒体２０２との間の電磁結合により非接触通信を行うことができる。受信媒体２０２は、１つの基板２０１において、２本の線状の導体部材が長手方向に沿って並列に配置されることで、差動伝送用の受信媒体を構成する。また、受信媒体２０２は、開放端になっている容量性の伝送線路であってもよく、短絡された誘導性の伝送線路であってもよく、端部が終端された方向性結合器であってもよい。受信回路２０４は、受信媒体２０２に誘起された非接触信号をデジタル信号に変換して出力する機能を有する。具体的には、差動増幅回路やコンパレータ、ＲＦ増幅器、コモンモードフィルタなどを有する。ここで、従来における非接触通信システムにおいて、図１Ａの終端回路１１０は、基板１０１上に実装される。伝送線路１０２の特性インピーダンスと略等しい抵抗１１０で終端される。基板１０１が、一般的なフレキシブルプリント材であるポリイミドで製造された場合、±０．１～０．３％程度の長さばらつきが発生し得る。例えば、１ｍのフレキシブルプリント基板の場合、±１～３ｍｍ程度の長さばらつきが生じる可能性がある。基板１０１の長さが長く製造された場合は、終端回路１１０が、金属部１０４よりはみ出ることになり、伝送線路の特性インピーダンスを乱すことになり通信速度を律速する。また、終端回路１１０が、基準電位導体と接続するような終端構造の場合は、適切に金属部１０４に接続することができない。また、基板１０１が短く製造された場合は、非接触にて通信できる領域が少なくなってしまう。基板１０１が長く製造されても金属部１０４の長さに収まるように基板１０１の長さを設定した場合においては、０．６％程度の通信不可領域が生じてしまう可能性がある。そこで、第１の実施形態に係る通信装置では、一端が終端回路１１０で終端された伝送線路１０２と、伝送線路１０２を支持し、基準電位を与える基準電位導体である金属部１０４と、伝送線路１０２に対して略平行に対向配置され、相対的に移動することで伝送線路１０２と非接触通信が可能な導体である受信媒体２０２とを備える。そして、本実施形態では、図１Ｂに示すように、伝送線路１０２において、伝送線路１０２と導体（受信媒体２０２）とが対向する第一方向（信号の伝送方向）から、基準電位導体（金属部１０４）の支持構造を維持したまま、第一方向とは異なる第二方向（伝送方向と直交する方向であり、金属部１０４の厚さ方向）に曲