JP2001237132A - 信号伝送装置及び信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 半二重方式の通信が行われる場合に、送
受信用のアンプとして交流アンプを用いても正確に信号
伝送を行うことのできる信号伝送装置を提供すること。 【構成】 マスタリピータ３からスレーブリピータ１４
に有効データ信号を伝送する際に、マスタリピータ３か
ら出力される有効データ信号を送信部８ａに供給し、ア
ンテナ１０，２１、及び受信部１９ｂを介してスレーブ
リピータ１４に入力させる。又スレーブリピータ側の受
信信号をダミー信号として送信部１９ａに供給し、アン
テナ１０，２１、受信部８ｂを介してマスタリピータ３
側に伝送する。この際、マスタリピータ３の入力部には
ハイレベル信号を入力する。通信方向が逆になった場合
も同様に信号の伝送を行う。この構成により、半二重方
式のプロトコルに従えば本来非通信状態となるはずの信
号伝送経路にダミー信号による信号伝送を行わせること
ができるので、受信アンプにＡＣアンプを用いた場合で
もＤＣ的な信号入力の発生を確実に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号を半二重方式
で伝送する信号伝送装置、及び信号伝送方法の技術分野
に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、二つの装置間で通信を行う方
式の一つとして、半二重方式と呼ばれる方式がある。こ
の半二重方式においては、二つの装置間における信号伝
送経路は基本的に一つであり、一方が発信側となる場合
には他方は受信側となり、反対に他方が発信側となる場
合には一方は受信側となる。このように、双方から同時
に発信することは出来ない。半二重方式を採用する装置
の例としては、トランシーバーが挙げられる。

【０００３】トランシーバーのような無線通信装置に半
二重方式を採用する場合には、混信防止あるいはノイズ
対策のために、アナログ信号では、ＡＭ（Amplitude Mo
dulation）方式またはＦＭ（Frequency Modulation）方
式等の変調を行い、デジタル信号では、ＡＳＫ（Amplit
ude Shift Keying）方式、もしくはＦＳＫ（Frequency
Shift Keying）方式等により変調を行い、アナログ信号
やデジタル信号を所定の周波数の搬送波に重畳して通信
を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような無線通信方式によれば、前記データ信号を送受信
するためのアンプとして製造し易いＡＣ（交流）アンプ
を用いていたため、無信号状態が長くなると、ＡＣアン
プに対する入力信号がＤＣ（直流）的になり、ＡＣアン
プにおいて入力信号の基準レベルを正しく検知すること
が出来なくなるという問題があった。

【０００５】例えば、半二重方式を採用した通信システ
ムにおいて、一方から他方への送信データ量が多くなる
と、一方から他方への送信時間が長くなり、この間は他
方から一方への送信を行うことができなくなる。従っ
て、他方側の送信アンプ及び一方側の受信アンプに対す
る無信号状態が長くなり、当該送信アンプ及び受信アン
プにおいて信号の基準レベルを正しく検出出来なくな
る。その結果、前記送信が終了し、前記他方から前記一
方への送信が行われる際には、通信が正しく行われなく
なる。例えば、５ＭＨｚのクロック周波数を用いた場合
には、前記無信号状態が数ｍｓｅｃになると適切な通信
を行うことが出来ない場合がある。

【０００６】この問題は前記送受信用のアンプとしてＤ
Ｃアンプを用いることによって解決することが可能であ
るが、一般に広帯域のＤＣアンプはＡＣアンプに比して
製造が困難であり、コストの上昇を招くという問題があ
る。

【０００７】本発明は、前記問題点を解決し、送受信用
のアンプに交流アンプを用いた場合でも、正確に信号伝
送を行うことのできる信号伝送装置及び信号伝送方法を
提供することを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の信号伝送
装置は、前記課題を解決するために、一対の通信装置の
それぞれに、データ信号を出力するデータ信号出力部
と、データ信号を入力するデータ信号入力部と、データ
信号の入出力タイミングに応じて論理を反転させるゲー
ト信号出力部とを備え、半二重方式により通信を行う通
信システムに用いられ、前記ゲート信号によって送信モ
ードまたは受信モードとして示される各通信装置の通信
モードに対応しながら双方向に信号を伝送する信号伝送
装置であって、非接触で対向配置された一対の送受信ア
ンテナと、前記一対の送受信アンテナにそれぞれ接続さ
れる送信アンプ及び受信アンプを備え、通信方向毎に異
なる搬送周波数を用いる一対の送受信手段と、前記各送
受信手段と前記各通信装置との間に設けられ、前記ゲー
ト信号が前記送信モードを示す論理の時には、前記デー
タ信号出力部から出力されるデータ信号を前記送受信手
段に供給すると共に、前記受信アンプから出力されるデ
ータ信号の前記データ信号入力部への供給を停止し、前
記ゲート信号が前記受信モードを示す論理の時には、前
記受信アンプから出力されるデータ信号を、前記データ
信号入力部に供給すると共に、前記送信アンプに対しダ
ミー信号として供給する一対のインターフェース手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００９】請求項１記載の信号伝送装置によれば、一
対の通信装置を構成する一方の通信装置から他方の通信
装置への方向の通信が行われる時には、前記一対のイン
ターフェース手段を構成する一方のインターフェース手
段は、前記一方の通信装置のデータ信号出力部から出力
されるデータ信号を、一対の送受信アンテナを構成する
一方の送受信アンテナに接続された送信アンプに供給す
る。次に、この送信アンプを備えた送受信手段は、所定
の搬送周波数を用いて前記一方の送受信アンテナから前
記データ信号を送信する。その結果、前記信号は 前記
一対の送受信アンテナを構成する他方の送受信アンテナ
を介して該他方の送受信アンテナに接続された受信アン
プにより受信される。次に、一対のインターフェース手
段を構成する他方のインターフェース手段は、受信され
た信号を前記一対の通信装置を構成する他方の通信装置
におけるデータ信号入力部に供給する。これにより、前
記一方の通信装置から前記他方の通信装置への信号の伝
送が行われる。

【００１０】また、前記他方のインターフェース手段
は、前記受信された信号を、前記他方の送受信アンテナ
に接続された送信アンプに対しダミー信号として供給す
る。従って、このダミー信号は、この送信アンプを備え
た送受信手段によって前記他方の送受信アンテナを介し
て送信され、前記一方の送受信アンテナを介して前記一
方の送受信アンテナに接続された受信アンプにより受信
される。そして、このように受信されたダミー信号は、
前記一方のインターフェース手段に供給されるが、前記
一方のインターフェース手段はこのダミー信号を前記一
方の通信装置における前記データ信号入力部に対して供
給しない。従って、送信モードで動作している前記一方
の通信装置にダミー信号が入力されることがなく、通信
にエラーを生じさせることがない。しかし、以上のよう
にダミー信号が送信される結果、半二重方式のプロトコ
ルに従えば本来は非通信状態となるはずの、前記他方の
通信装置から前記一方の通信装置への方向の信号伝送経
路において通信が行われることになり、前記一方の送受
信アンテナに接続された受信アンプとして交流アンプを
用いた場合であっても、安定した信号伝送を行うことが
できる。

【００１１】次に、前記他方の通信装置から前記一方の
通信装置への方向の通信が行われる時には、前記他方の
インターフェース手段は、前記他方の通信装置のデータ
信号出力部から出力されたデータ信号を前記他方の送受
信アンテナに接続された送信アンプに供給する。次に、
この送信アンプを備えた送受信手段は、前記一方の通信
装置から前記他方の通信装置への通信時における搬送周
波数とは異なる搬送周波数を用いて前記他方の送受信ア
ンテナを介して送信する。従って、前記信号は、前記一
方の送受信アンテナを介して該一方の送受信アンテナに
接続された受信アンプにより受信される。次に、前記一
方のインターフェース手段は、受信されたデータ信号を
前記一方の通信装置におけるデータ信号入力部に供給す
る。これにより、前記他方の通信装置から前記一方の通
信装置へのデータ信号の伝送が行われる。

【００１２】また、前記一方のインターフェース手段
は、前記受信された信号を、前記一方の送受信アンテナ
に接続された送信アンプに対しダミー信号として供給す
る。従って、このダミー信号は、この送信アンプを備え
た送受信手段によって前記一方の送受信アンテナを介し
て送信され、前記他方の送受信アンテナを介して前記他
方の送受信アンテナに接続された受信アンプにより受信
される。そして、前記他方の送受信アンテナに接続され
た受信アンプにより受信されたダミー信号は、前記他方
のインターフェース手段に供給されるが、前記他方のイ
ンターフェース手段はこのダミー信号を前記他方の通信
装置における前記データ信号入力部に対して供給しな
い。従って、送信モードで動作している前記他方の通信
装置にダミー信号が入力されることがなく、通信にエラ
ーを生じさせることがない。その結果、半二重方式のプ
ロトコルに従えば本来は非通信状態となるはずの、前記
一方の通信装置から前記他方の通信装置への方向の信号
伝送経路において、ダミー信号を用いた通信が行われる
ことになるので、前記一方の送受信アンテナに接続され
た受信アンプとして交流アンプを用いた場合であって
も、安定した信号伝送を行うことができる。

【００１３】請求項２記載の信号伝送装置は、前記課題
を解決するために、請求項１記載の信号伝送装置におい
て、前記一対のインターフェース手段は、前記送受信手
段における前記送信アンプに供給する信号として、前記
ゲート信号が前記送信モードを示す論理の時には、前記
通信装置の前記データ信号出力部から出力されるデータ
信号を選択し、前記ゲート信号が前記受信モードを示す
論理の時には、前記送受信手段の前記受信アンプから出
力されるデータ信号を選択する送信アンプ側信号供給手
段と、前記通信装置の前記データ信号入力部に供給する
信号として、前記ゲート信号が前記受信モードを示す論
理の時には、前記受信アンプから出力されるデータ信号
を選択し、前記ゲート信号が前記送信モードを示す論理
の時には、定電圧出力信号を選択する信号入力部側信号
供給手段とをそれぞれ備える、ことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の信号伝送装置によれば、前
記一対のインターフェース手段における送信アンプ側信
号供給手段は、前記ゲート信号が前記送信モードを示す
論理の時には、前記通信装置の前記データ信号出力部か
ら出力されるデータ信号を選択し、前記送受信手段にお
ける前記送信アンプに対して供給する。従って、一方の
通信装置から出力されたデータ信号は一方の送受信アン
テナを介して送信され、また、他方の通信装置から出力
されたデータ信号は他方の送受信アンテナを介して送信
される。

【００１５】一方、前記一対のインターフェース手段に
おける信号入力部側信号供給手段は、前記ゲート信号が
前記受信モードを示す論理の時には、前記受信アンプか
らの受信信号を前記通信装置の前記データ入力部に対し
て供給する。従って、他方の送受信アンテナを介して他
方の受信アンプにおいて受信されたデータ信号は、他方
の通信装置のデータ信号入力部に供給され、また、一方
の送受信アンテナを介して一方の受信アンプにおいて受
信されたデータ信号は、一方の通信装置のデータ信号入
力部に供給される。

【００１６】このようにして、送信アンプ側信号供給手
段は送信モードの時にデータ信号が送信されるように、
また信号入力部側信号供給手段は受信モードの時にデー
タ信号が受信されるように作用し、二つの通信装置間に
おけるデータ信号の伝送を実現させる。

【００１７】これに対し、前記ゲート信号が受信モード
を示す場合における送信アンプ側信号供給手段は、前記
送受信手段の前記受信アンプから出力される受信信号を
ダミー信号として前記送信アンプに対して供給する信号
として選択し、前記ゲート信号が送信モードを示す場合
における信号入力部側信号供給手段は、データ信号入力
部に供給する信号として定電圧出力信号を選択する。従
って、上述したような送信モード側から受信モード側へ
の通常の方向でのデータ信号の伝送が行われると同時
に、半二重方式のプロトコルに従えば本来は非通信状態
となるはずの受信モード側から送信モード側への方向に
おいて、ダミー信号の伝送が行われる。そして、このダ
ミー信号はデータ信号入力部に供給されることはない。
その結果、一対の送受信手段における受信アンプには、
通信モードに拘わらず何らかの信号が供給されることに
なり、ＤＣ的な信号の入力が防止されるので、交流アン
プを用いた場合でも安定した信号の伝送を可能にする。

【００１８】請求項３記載の信号伝送装置は、前記課題
を解決するために、請求項１または２記載の信号伝送装
置において、前記一対の送受信アンテナと、前記一対の
送受信手段と、前記一対のインターフェース手段とは、
互いに相対的に回転自在に設けられたロータリージョイ
ントの静止側と回転側のそれぞれに取り付けられている
ことを特徴とする。

【００１９】請求項３記載の信号伝送装置によれば、前
記一対の送受信アンテナと、前記一対の送受信手段と、
前記一対のインターフェース手段とは、互いに相対的に
回転自在に設けられたロータリージョイントの静止側と
回転側のそれぞれに取り付けられているので、一方の通
信装置が静止側に配置され、他方の通信装置が回転側に
配置された場合においても、良好な双方通信が行われる
ことになる。しかも、この場合においても、半二重方式
のプロトコルに従えば本来は非通信状態となる信号伝送
経路において信号の伝送を行わせるので、受信アンプに
交流アンプを用いた場合でも安定した信号の伝送を可能
にする。

【００２０】請求項４記載の信号伝送装置は、前記課題
を解決するために、請求項１ないし３のいずれか１記載
の信号伝送装置において、前記送信アンプ及び受信アン
プは、交流アンプであることを特徴とする。

【００２１】請求項４記載の信号伝送装置によれば、前
記送信アンプ及び受信アンプは、交流アンプなので、信
号伝送装置の製造コストの低減に寄与する。しかも、上
述したダミー信号による信号伝送の結果、交流アンプを
用いた場合でも安定した信号の伝送が可能となる。

【００２２】請求項５記載の信号伝送方法は、前記課題
を解決するために、第１と第２の通信装置のそれぞれ
に、データ信号を出力するデータ信号出力部と、データ
信号を入力するデータ信号入力部と、データ信号の入出
力タイミングに応じて論理を反転させるゲート信号出力
部とを備え、半二重方式により通信を行う際に、前記ゲ
ート信号によって送信モードまたは受信モードとして示
される各通信装置の通信モードに対応しながら双方に信
号を伝送する信号伝送方法であって、前記第１の通信装
置から前記第２の通信装置への方向の通信が行われる時
には、前記第１の通信装置のデータ信号出力部から出力
されるデータ信号を第１の送信アンプに供給し、所定の
搬送周波数を用いて第１の送受信アンテナを介して送信
すると共に、第１の受信アンプから出力されるデータ信
号の前記第１の通信装置における前記データ信号入力部
への供給を停止する工程と、第２の送受信アンテナを介
して第２の受信アンプから出力されるデータ信号を前記
第２の通信装置のデータ信号入力部に供給すると共に、
第２の送信アンプに対しダミー信号として供給する工程
と、を備え、前記第２の通信装置から前記第１の通信装
置への方向の通信が行われる時には、前記第２の通信装
置のデータ信号出力部から出力されるデータ信号を第２
の送信アンプに供給し、前記第１の通信装置から第２の
通信装置への通信時における搬送周波数とは異なる搬送
周波数を用いて第２の送受信アンテナを介して送信する
と共に、第２の受信アンプから出力されるデータ信号の
前記第２の通信装置における前記データ信号入力部への
供給を停止する工程と、第１の送受信アンテナを介して
第１の受信アンプにより出力されるデータ信号を、前記
第１の通信装置のデータ信号入力部に供給すると共に、
第１の送信アンプにダミー信号として供給する工程と、
を備えることを特徴とする。

【００２３】請求項５記載の信号伝送方法によれば、一
対の通信装置を構成する第１の通信装置から第２の通信
装置への方向の通信が行われる時には、前記第１の通信
装置のデータ信号出力部から出力されるデータ信号は、
第１の送受信アンテナに接続された第１の送信アンプに
供給される。次に、供給されたデータ信号は、第１の送
受信アンプを備えた第１の送受信手段により、所定の搬
送周波数を有する信号として、第１の送受信アンテナか
ら送信される。その結果、前記信号は 第２の送受信ア
ンテナを介して該第２の送受信アンテナに接続された第
２の受信アンプにより受信される。次に、受信されたデ
ータ信号は、第２の通信装置におけるデータ信号入力部
に供給される。これにより、前記第１の通信装置から前
記第２の通信装置への信号の伝送が行われる。

【００２４】また、この時、前記受信された信号は、第
２の送受信アンテナに接続された第２の送信アンプに対
しダミー信号として供給される。従って、このダミー信
号は、第２の送信アンプを備えた第２の送受信手段によ
って第２の送受信アンテナを介して送信され、第１の送
受信アンテナを介して第１の送受信アンテナに接続され
た第１の受信アンプにより受信される。その結果、半二
重方式のプロトコルに従えば本来は非通信状態となるは
ずの、前記第２の通信装置から前記第１の通信装置への
方向の信号伝送経路において、ダミー信号を用いた通信
が行われることになるので、前記第１の送受信アンテナ
に接続された第１の受信アンプに対する信号入力が長期
間に亘って途絶えることがないので、第１の受信アンプ
に交流アンプを用いた場合であっても、安定した信号伝
送を行うことができる。また、前記ダミー信号は、送信
モードで動作している第１の通信装置におけるデータ信
号入力部に対しては供給されないので、通信にエラーを
生じさせることがない。

【００２５】次に、前記第２の通信装置から前記第１の
通信装置への方向の通信が行われる時には、前記第２の
通信装置のデータ信号出力部から出力されたデータ信号
は前記第２の送受信アンテナに接続された第２の送信ア
ンプに供給される。次に、供給されたデータ信号は、第
２の送信アンプを備えた第２の送受信手段により、前記
第１の通信装置から前記第２の通信装置への通信時にお
ける搬送周波数とは異なる搬送周波数を有する信号とし
て前記第２の送受信アンテナを介して送信される。従っ
て、前記信号は 前記第１の送受信アンテナを介して該
第１の受信アンプにより受信される。次に、この受信さ
れたデータ信号は前記第１の通信装置におけるデータ信
号入力部に供給される。これにより、前記第２の通信装
置から前記第１の通信装置への信号の伝送が行われる。

【００２６】また、この時、前記受信された信号は、前
記第１の送受信アンテナに接続された第１の送信アンプ
に対しダミー信号として供給される。従って、このダミ
ー信号は、第１の送信アンプを備えた第１の送受信手段
によって第１の送受信アンテナを介して送信され、第２
の送受信アンテナを介して前記第２の送受信アンテナに
接続された第２の受信アンプに受信される。その結果、
半二重方式のプロトコルに従えば本来は非通信状態とな
るはずの、前記第１の通信装置から前記第２の通信装置
への方向の信号伝送経路において、ダミー信号を用いた
通信が行われることになるので、第２の送受信アンテナ
に接続された第２の受信アンプに対する信号入力が長期
間に亘って途絶えることがなく、第２の受信アンプとし
て交流アンプを用いた場合であっても、安定した信号伝
送を行うことができる。

【００２７】請求項６記載の信号伝送方法は、前記課題
を解決するために、請求項５記載の信号伝送方法におい
て、前記通信の方向の検出を、前記ゲート信号の論理に
応じて行う工程を更に備えることを特徴とする。

【００２８】請求項６記載の信号伝送方法によれば、前
記通信の方向の検出は、前記ゲート信号の論理に応じて
行われるので、半二重方式のプロトコルに従えば本来は
非通信状態となるはずの信号伝送経路において、ダミー
信号を用いた信号伝送が、通信にエラーを与えることな
く確実に実行される。

【００２９】請求項７記載の信号伝送方法は、前記課題
を解決するために、請求項５または６記載の信号伝送方
法において、前記データ信号入力部に対する信号供給を
停止させる際には、前記データ信号入力部に定電圧出力
信号を供給する工程とを更に備えることを特徴とする。

【００３０】請求項７記載の信号伝送方法によれば、前
記ゲート信号により第１または第２の通信装置が受信状
態であることが検出されると、当該受信状態の通信装置
における前記データ信号入力部に対しては、定電圧出力
信号を供給することにより、当該データ信号入力部に対
する信号の供給を停止させる。従って、前記ダミー信号
による信号伝送が行われる場合でも当該ダミー信号が前
記受信状態にある通信装置のデータ信号入力部に入力さ
れることがなく、通信にエラーを生じさせることがな
い。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態
としての信号伝送装置を含む通信システムの概略構成を
示すブロック図、図２は本発明の一実施形態としての信
号伝送装置の外観斜視図、図３は図２の信号伝送装置の
概略構成を示す断面図である。

【００３２】本実施形態は、図１に示すように、静止側
に設けられたマスタ２と、回転側に設けられたスレーブ
１３間において通信を行う通信システム１に、本発明の
信号伝送装置３０を適用したものである。本発明の信号
伝送装置３０は図１において点線で囲まれた部分に相当
する。

【００３３】静止側と回転側との間で通信を行う例とし
ては、検査装置あるいは工作機器等において、所定平面
に対して回動可能に設けた移動ロボットの制御、または
回転ステージ上に設けたワークの支持装置の制御を、所
定平面上に設置したコンピュータにより行う場合等が挙
げられる。

【００３４】マスタ２は、例えば前記の例においてパー
ソナルコンピュータ等により実現される情報処理装置で
あり、スレーブ１３からの送信要求等のコマンド及びそ
の他のデータ等を表すデータ信号を受信すると共に、ス
レーブ１３に対して当該要求に係るデータ及びその他の
コマンド等を表すデータ信号を送信する。

【００３５】スレーブ１３は、例えば前記の例において
移動ロボットまたはワークの支持装置の駆動制御を行う
マイクロコンピュータ等により実現される情報処理装置
であり、マスタ２に対して送信要求等のコマンド及びそ
の他のデータ等を表すデータ信号を送信すると共に、マ
スタ２から送信されて来るデータ及びその他のコマンド
等のデータ信号を受信して処理する。

【００３６】マスタ２とスレーブ１３間の通信方式は半
二重方式であり、通信の制御はリピータと呼ばれる一対
の通信装置により行われる。マスタ２側にはマスタリピ
ータ３が設けられており、スレーブ１３側にはスレーブ
リピータ１４が設けられている。

【００３７】なお、マスタ２とマスタリピータ３との通
信、及びスレーブ１３とスレーブリピータ１４との通信
についても半二重方式により行われる。

【００３８】マスタリピータ３は、図示しないバッファ
と、半二重方式により通信を行うための図示しないデー
タ信号出力部とデータ信号入力部とゲート信号出力部と
を備えている。マスタ２から出力されたデータ信号は、
一時的にバッファに格納され、データ信号出力部からマ
スタリピータ３の外部に出力される。マスタリピータ３
の外部から供給されるデータ信号はデータ信号入力部に
おいて入力され、一時的にバッファに格納された後、マ
スタ２に出力される。また、ゲート信号出力部は、マス
タリピータ３の通信モードに応じてゲート信号を切り換
えるように構成されている。受信モード時においては、
ゲート信号はローレベルに切り換えられ、データ信号入
力部においてデータ信号を入力可能な状態であることを
示す。一方、送信モード時においては、ゲート信号はハ
イレベルに切り換えられ、データ信号出力部においてデ
ータ信号の出力が可能な状態であることを示す。

【００３９】スレーブリピータ１４は、マスタリピータ
３と同様に、図示しないバッファと、半二重方式により
通信を行う図示しないデータ信号出力部及びデータ信号
入力部並びにゲート信号出力部とを備えている。スリー
ブ１３から出力されたデータは、一時的にバッファに格
納され、データ信号出力部からスレーブリピータ１４の
外部に出力される。スレーブリピータ１４の外部から供
給されるデータ信号はデータ信号入力部において入力さ
れ、一時的にバッファに格納された後、スリーブ１３に
出力される。また、ゲート信号出力部は、通信モードに
応じてゲート信号を切り換えるように構成されている。
受信モード時においては、ゲート信号はローレベルに切
り換えられ、データ信号入力部においてデータ信号を入
力可能な状態であることを示す。一方、送信モード時に
おいては、ゲート信号はハイレベルに切り換えられ、デ
ータ信号出力部においてデータ信号の出力が可能な状態
であることを示す。

【００４０】静止側においては、ＤＣ２４Ｖ、３．５Ａ
の電源が電源フィルタ６に供給される。電源フィルタ６
に供給された電源は電源フィルタ６においてリップルを
除去され、電源４及び電源５並びに送電部１１に供給さ
れる。

【００４１】電源４は変圧器等の絶縁型電源であり、Ｄ
Ｃ５Ｖ、２００ｍＡの電源をマスタリピータ３に対して
供給する。

【００４２】電源５は変圧器等の絶縁型電源であり、Ｄ
Ｃ８Ｖ、３００ｍＡの電源を後述する静止側の送信部８
ａ及び受信部８ｂに対して供給する。

【００４３】後述する送電部１１に供給されたＤＣ２４
Ｖ、３．５Ａの電源は、送電部１１、フェライトコアコ
イルユニット１２、フェライトコアコイルユニット２３
及び受電部２２を介して回転側に伝送される。

【００４４】回転側に伝送された電源は、受電部２２か
ら、電源１５、電源１６、及び電源１７に供給される。

【００４５】電源１５は変圧器等の絶縁型電源であり、
ＤＣ５Ｖ、２００ｍＡの電源をスレーブリピータ１４に
供給する。

【００４６】電源１６は変圧器等の絶縁型電源であり、
ＤＣ８Ｖ、３００ｍＡの電源を後述する回転側の送信部
１９ａ及び受信部１９ｂに供給する。

【００４７】電源１７は例えばＤＣ／ＤＣ変換型電源等
の非絶縁型電源であり、ＤＣ２４Ｖ、２Ａの電源を回転
側に供給する。

【００４８】次に、本発明の信号伝送装置３０の構成に
ついて説明する。本発明の信号伝送装置３０は、図１に
示すように、静止側においては、ダミー信号制御部７
と、送信部８ａと、受信部８ｂと、アンテナ１０と、送
電部１１と、ファライトコアコイルユニット１２とから
構成される。また、回転側においては、ダミー信号制御
部１８と、送信部１９ａと、受信部１９ｂと、フェライ
トコアコイルユニット２１と、受電部２２と、アンテナ
２３とから構成される。

【００４９】以上のような信号伝送装置３０は、図２に
示すようなハウジング内に収容される。ハウジングは、
ステンレス鋼あるいはアルミニウム等で形成された胴部
３１、天板部３２、及び底板部３３とから構成される。

【００５０】胴部３１と天板部３２は、静止側において
固定的に支持される。底板部３３には同じくステンレス
鋼あるいはアルミニウム等で形成された軸部３６が嵌め
合わされており、該底板部３３と軸部３６は、図３に示
す軸受３９及び軸受４０を介して胴部３１及び天板部３
２に対して回転自在に支持されている。

【００５１】天板部３２の表面には、静止側のインター
フェース手段としてのダミー信号制御部７が取り付けら
れており、前記底板部３３には回転側のダミー信号制御
部１８が設けられている。静止側のダミー信号制御部７
は、マスタリピータ３の通信モードに合わせてマスター
リピータ３と後述する静止側の送信部８ａ及び受信部８
ｂとの間の接続状態を制御すると共に、マスターリピー
タ３が受信モードであり回転側から送信された信号を静
止側で受信している場合には、受信部８ｂにおいて受信
した信号を、そのまま送信部８ａにダミー信号として供
給し、静止側から回転側への信号伝送経路における無信
号状態を減少させる制御を行う。

【００５２】また同様に、回転側のインターフェース手
段としてのダミー信号制御部１８は、スレーブリピータ
１４の送受信動作モードに合わせてスレーブリピータ１
４と回転側の送信部１９ａび受信部１９ｂとの間の接続
状態を制御すると共に、スレーブリピータ１４が受信モ
ードであり静止側から送信された信号を回転側で受信し
ている場合には、受信部１９ｂにおいて受信した信号
を、そのまま送信部１９ａにダミー信号として供給し、
回転側から送信側への信号伝送経路における無信号状態
を減少させる制御を行う。

【００５３】マスタリピータ３とダミー信号制御部７と
の接続、及びスレーブリピータ１４とダミー信号制御部
１８との接続は、図３に示すように、ケーブル３８を用
いて行う。前記天板部３２と底板部３３には、図２に示
す端子台３７が設けられており、この端子台３７の端子
にケーブル３８を結線する。

【００５４】静止側の送受信手段としての送信部８ａ及
び受信部８ｂは、後述する送電部１１と共に、図３に示
すような送受信モジュール９として天板部３２の裏面に
取り付けられている。また、回転側の送受信手段として
の送信部１９ａ及び受信部１９ｂは、後述する受電部２
２と共に、図３に示すような送受信モジュール２０とし
て底板部３３の裏面に取り付けられている。

【００５５】静止側の送信部８ａは、例えばキャリア周
波数３４０ＭＨｚを用いて周波数変調方式により信号を
送信する手段であり、ビットレートは５Ｍｂｐｓに設定
している。具体的には周波数変調方式の送信部として一
般的に良く知られた構成を有しており、ＶＣＯ、ＲＦ交
流アンプ、及びバンドパスフィルタ等から構成されてい
る。

【００５６】一方、前記静止側の送信部８ａからの信号
を受信する回転側の受信部１９ｂは、例えばキャリア周
波数３４０ＭＨｚを用いて周波数復調方式により信号を
受信する手段であり、ビットレートは５Ｍｂｐｓを採用
している。具体的には周波数復調方式の受信部として一
般的に良く知られた構成を有しており、バンドパスフィ
ルタ、ＲＦ交流アンプ、ＡＧＣアンプ、検波器、ローパ
スフィルタ及びコンパレータ等から構成されている。

【００５７】回転側の送信部１９ａは、例えばキャリア
周波数４９０ＭＨｚを用いて周波数変調方式により信号
を送信する手段であり、ビットレートは５Ｍｂｐｓに設
定している。具体的にはＶＣＯ、バンドパスフィルタ、
及びＲＦ交流アンプ等から構成されている。

【００５８】一方、前記回転側の送信部１９ａからの信
号を受信する静止側の受信部８ｂは、例えばキャリア周
波数４９０ＭＨｚを用いて周波数復調方式により信号を
受信する手段であり、ビットレートは５Ｍｂｐｓを採用
している。具体的にはバンドパスフィルタ、ＲＦ交流ア
ンプ、ＡＧＣアンプ、検波器、ローパスフィルタ及びコ
ンパレータ等から構成されている。

【００５９】静止側のアンテナ１０と回転側のアンテナ
２１は、図４に示すようにリング状のプリント基板４１
上にアンテナ端子としての配線パターン４２，４３が形
成された部材である。但し、配線パターンは図４に示す
例に限定されるものではない。本実施形態においては、
図４に示すように、外側の配線パターン４２を接地側に
接続し、内側の配線パターンを信号側に接続した二重リ
ング状アンテナを採用している。本実施形態では、この
ような静止側のアンテナ１０と回転側のアンテナ２１
を、図３に示すように静止側の支持台４４及び回転側の
支持台４５に取り付け、アンテナ同士が互いに０．５ｍ
ｍ〜１ｍｍの間で設定した間隔を有して非接触となるよ
うに設けられている。静止側の支持台４４は胴部３１に
固定した静止側の内部固定板３４上に取り付けられてお
り、回転側の支持台４５は軸部３６に固定した回転側の
内部固定板３５上に取り付けられている。

【００６０】また、リング状プリント基板４１の回転中
心位置は互いに一致している。従って、アンテナ１０と
アンテナ２１とが相対的に回転した場合でも、前記配線
パターンは常に一定の間隙を保って対向している。

【００６１】このように構成することにより、各配線パ
ターン４２，４３が空気層を介して容量結合していると
考えることができ、同軸ケーブルとほぼ同様にフラット
な特性で高周波信号を伝送することが可能になる。

【００６２】また、本実施形態では、以上のような非接
触信号伝送において、マスタリピータ３からスレーブリ
ピータ１４への伝送と、スレーブリピータ１４からマス
タリピータ３への伝送に、それぞれ独立した２つの異な
るキャリア周波数を用いるので、一つの装置内で送信機
能と受信機能を切り換えるといった処理を行う必要がな
く、高速に通信を行うことができる。また、キャリア周
波数が異なるので混信の恐れもない。

【００６３】次に、前記送受信モジュール９として静止
側に設けられた送電部１１は、電源フィルタ６から供給
される２４Ｖ、３．５ＡのＤＣ電源を、３０ｋＨｚ前後
の高周波数パルス信号に変換し、静止側のフェライトコ
アユニット１２に供給する手段である。具体的には、ス
イッチングドライバー、ドライバー、及びオシレータ等
から構成される。

【００６４】一方、前記送受信モジュール２０として回
転側に設けられた受電部２２は、前記送電部１１から出
力され、後述するフェライトコアユニット１２，２３を
介して回転側に伝送される３０ｋＨｚ前後の高周波数信
号を、２４Ｖ、２．０ＡのＤＣ電源に変換し、回転側の
電源１７に供給する手段である。具体的には整流部等か
ら構成される。

【００６５】静止側のフェライトコアコイルユニット１
２は、静止側の内部固定板３４上に取り付けられ、回転
側のフェライトコアコイルユニット２３は、回転側の内
部固定板３５上に取り付けられている。フェライトコア
コイルユニット１２、２３は、図４に示すように、各内
部固定板３４，３５上に円環状に設けられた複数のフェ
ライトコア５０と、これらのフェライトコア５０の溝部
に収納されたコイル５１とから構成されている。各コイ
ル５１は、それぞれ前記送電部１１及び受電部２２と電
気的に接続されており、フェライトコアコイルユニット
１２とフェライトコアコイルユニット２３は、０．５ｍ
ｍ〜１ｍｍの間隙を有して対向配置されている。

【００６６】本実施形態で用いたフェライトコア５０
は、図５（Ｂ）に示すように、一般にケーブルのシール
ド用クランプフィルタに使用されているものであり、半
円筒形状の分割型のフェライトコアである。クランプフ
ィルタに用いる場合には、図５（Ａ）に示すように二つ
の半円筒形状の分割型フェライトコア５０を組み合わせ
て使用する。このようなクランプフィルタに用いられる
半円筒形状の分割型フェライトコア５０は、図５（Ａ）
に示すように合わせた際に磁束の漏洩を確実に防止する
必要があるため、表面の加工精度が高く、寸法精度も高
い。従って、図４に示すように、それぞれの分割型フェ
ライトコア５０を内部固定板４４，４５上に環状に配置
した場合でも、図５（Ｃ）に示すように内部固定板４
４，４５からの高さｈを均一に揃えることができる。そ
の結果、静止側フェライトコアコイルユニット１２を一
次側とし、回転側フェライトコアコイルユニット２３を
二次側として、図３に示すように同軸上に対向させ、相
対的に回転させた場合でも、両者の間隙を一定に保つこ
とが可能である。

【００６７】本実施形態では、分割型フェライトコア５
０の溝部に３０ターン程度巻いた空芯コイル５１を装着
することにより、相互誘導の原理による電源の伝送を可
能にしている。空芯コイル５１には、銅線で形成された
コイルの表面に、メチルアルコールで溶融する樹脂がコ
ーティングされた、所謂アルコール融着線を用いてい
る。本実施形態では、このアルコール融着線を巻き上げ
装置により３０ターン程度巻き上げた後、メチルアルコ
ールに浸している。これにより、コイルの表面にコーテ
ィングされた樹脂が溶融し、空芯コイル５１全体が固め
られる。そして、このように固められた空芯コイル５１
をエポキシ系接着剤により前記溝部に接着している。従
って、空芯コイル５１は分割型フェライトコア５０の全
体を押さえ付け、分割型フェライトコア５０を内部固定
板４４，４５から離脱させないという働きも有してい
る。

【００６８】分割型フェライトコア５０の内部固定板４
４，４５への取り付けには、低温で接着可能な２液性の
エポキシ系接着剤を使用した。高温で接着を行う接着剤
を用いた場合には、冷却時において固定板と分割型フェ
ライトコアの接着面において、熱膨張率の違いにより、
分割型フェライトコア５０にクラック等を生じさせる場
合があるが、本実施形態では低温で接着可能であるた
め、このようなクラック等を生じさせることがない。

【００６９】また、内部固定板４４，４５は、上述した
ように非磁性体のステンレス鋼で形成されているため、
磁束の漏洩が生じても発熱することがなく、分割型フェ
ライトコア５０を内部固定板４４，４５から離脱させる
ことがない。

【００７０】以上のような構成において、送電部１１か
ら静止側のフェライトコアユニット１２内のコイルに電
流が流されると、フェライトコアコイルユニット１２に
おいて磁場が発生し、相互誘導の作用により回転側のフ
ェライトコアコイルユニット２３に誘導起電力が発生す
る。このように、静止側のフェライトコアコイルユニッ
ト１２と回転側のフェライトコアコイルユニット２３
は、相互誘導（電磁誘導）による起電力で電源の伝送を
行う電源伝送用カプラを構成している。本実施形態にお
いては、図６（Ａ）に示すように、一次側をバイフェラ
ル巻きとし、二次側をノーマル巻きとすることにより、
一次側のオン／オフを交互に繰り返し、図６（Ｂ）に示
すように３０ｋＨｚ前後の周波数として、二次側でこれ
を合成して効率を高めている。

【００７１】更に、本実施形態においては、静止側のア
ンテナ１０及び回転側のアンテナ２１と、静止側のフェ
ライトコアコイルユニット１２及び回転側のフェライト
コアコイルユニット２３を図３に示すように同心円状に
設けているので、軸方向における配置スペースに余裕を
持たせることができる。このように、電源伝送用カプラ
とアンテナ部材を同一区画内に混在させることができる
のは、アンテナによる信号の伝送周波数が例えば３４０
ＭＨｚ及び４９０ＭＨｚであるのに対し、電源伝送用カ
プラによる電源の伝送周波数が２０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ
であるため、互いに干渉することがないからである。

【００７２】また、前記静止側のアンテナ１０及び回転
側のアンテナ２１の外側は図３に示すようにアルミニウ
ム等で形成された電波遮蔽部４６により覆われており、
伝送信号の信号伝送装置３０外への漏洩、あるいは外部
からのノイズの影響を減少させている。

【００７３】（信号伝送方式）次に、以上のような本実
施形態における信号伝送装置３０による信号伝送方式を
図７乃至図１０に基づいて詳しく説明する。

【００７４】図７は、以下の説明に用いるためのブロッ
ク図であり、理解の容易のために各信号に名前を付して
ある。図７に示すように、静止側においては、マスタリ
ピータ３からダミー信号制御部７への出力信号をＭＳ
Ｄ、ダミー信号制御部７からマスタリピータ３に対する
入力信号をＭＲＤ、及びマスタリピータ３から出力され
るゲート信号をＭＣとする。また、ダミー信号制御部７
から送信部８ａへの出力信号をＭＳＤＭ、受信部８ｂか
らダミー信号制御部７に対する入力信号をＭＲＤＭとす
る。

【００７５】一方、回転側においては、受信部１９ｂか
らダミー信号制御部１８に対する入力信号をＳＲＤＭ、
ダミー信号制御部１８からスレーブリピータ１４に対す
る入力信号をＳＲＤ、スレーブリピータ１４からダミー
信号制御部１８への出力信号をＳＳＤ、スレーブリピー
タ１４から送信部１９ａに対する出力信号をＳＳＤＭ、
スレーブリピータ１４から出力されるゲート信号をＳＣ
とする。

【００７６】ここで、ダミー信号制御部７の具体的な構
成例を図８に基づいて説明する。ダミー信号制御部７
は、図８に示すように、バッファ７ａ、７ｂ、ＮＡＮＤ
ゲート回路７ｃ、バッファ７ｄ、ＮＡＮＤゲート回路７
ｅ、ＮＯＴ回路７ｆ、ＮＡＮＤゲート回路７ｇ、及びＮ
ＯＴ回路７ｆから構成されている。

【００７７】送信アンプ側信号供給手段としてのＮＡＮ
Ｄゲート回路７ｃは、ＮＡＮＤゲート回路７ｅの出力が
ハイレベルに固定される時、即ち送信モード時にはマス
タリピータ３の出力端子ＳＤから出力される送信データ
信号を、静止側の送信部８ａの入力端子ＳＤ（ＩＮ）に
供給するゲート回路である。また、マスタリピータ３の
出力端子ＳＤから出力される信号がハイレベルに固定さ
れる時、即ち受信モード時には、静止側の受信部８ｂの
出力端子ＲＤ（ＯＵＴ）から出力されＮＡＮＤゲート回
路７ｅを介して供給される受信データ信号を、静止側の
送信部８ａの入力端子ＳＤ（ＩＮ）に供給するゲート回
路である。

【００７８】信号入力側信号供給手段としてのＮＡＮＤ
ゲート回路７ｇは、マスタリピータ３のゲート出力端子
Ｔから出力されるゲート信号がローレベルの時、即ち受
信モード時に、静止側の受信部８ｂの出力端子ＲＤ（Ｏ
ＵＴ）からの受信データを、マスタリピータ３の入力端
子ＲＤに供給するゲート回路である。また、マスタリピ
ータ３のゲート出力端子Ｔから出力されるゲート信号が
ハイレベルの時、即ち送信モード時に、マスタリピータ
３の入力端子ＲＤにハイレベルに固定される信号を供給
するゲート回路である。

【００７９】ＮＡＮＤゲート回路７ｅは、マスタリピー
タ３のゲート出力端子Ｔから出力されるゲート信号がハ
イレベルの時、即ち送信モード時に、ＮＡＮＤゲート回
路７ｃに対してハイレベルに固定される信号を出力する
ゲート回路である。また、マスタリピータ３のゲート出
力端子Ｔから出力されるゲート信号がローレベルの時、
即ち受信モード時に、静止側の受信部８ｂの出力端子Ｒ
Ｄ（ＯＵＴ）からの受信データを、ＮＡＭＤゲート回路
７ｃに供給する回路である。

【００８０】各ゲート回路の論理値表を図９に示す。図
９（Ａ）は、ＮＡＮＤゲート回路７ｅの論理値表であ
る。マスタリピータ３のゲート信号出力端子Ｔから出力
されるゲート信号は、マスタリピータ３の通信モードに
よって切り換えられ、送信モード時にはハイレベル、受
信モード時にはローレベルの信号となる。このゲート信
号はＮＯＴ回路７ｆによって反転されてＮＡＮＤゲート
回路７ｅに入力される。また、受信部８ｂの出力端子Ｒ
Ｄ（ＯＵＴ）から出力される受信データ信号は、ＮＯＴ
回路７ｈによって反転され、ＮＡＮＤ回路７ｅに入力さ
れる。図９（Ａ）に示すように、ゲート信号がハイレベ
ルの時、即ち送信モード時には、ＮＯＴ回路７ｈの出力
信号、即ち受信データ信号に拘わらずＮＡＮＤゲート回
路７ｅの出力はハイレベルに固定される。つまり、ＮＡ
ＮＤゲート回路７ｅは送信モード時には出力をハイレベ
ルに固定する。一方、ゲート信号がローレベルの時、即
ち受信モード時には、ＮＯＴ回路７ｈの出力信号、即ち
受信データ信号に応じてＮＡＮＤゲート回路７ｅの出力
が変化する。つまり、ＮＡＮＤゲート回路７ｅは受信モ
ード時において受信データ信号をＮＡＮＤゲート回路７
ｃに供給する。

【００８１】次に、図９（Ｂ）はＮＡＮＤゲート回路７
ｃの真理値表である。上述したように、送信モード時に
は、ＮＡＮＤゲート回路７ｅの出力がハイレベルに固定
されるため、マスタリピータ３の出力端子ＳＤから出力
され、バッファ回路７ａ，７ｂを介して出力される送信
データ信号に応じて、ＮＡＮＤゲート回路７ｃの出力が
変化する。つまり、ＮＡＮＤゲート回路７ｅは送信モー
ド時において送信データ信号を送信部８ａに供給する。
一方、受信モード時においては、上述したようにＮＡＮ
Ｄゲート回路７ｅの出力信号が受信データ信号に応じて
変化するが、マスタリピータ３の出力端子ＳＤからの出
力信号はハイレベル信号に固定される。従って、ＮＡＮ
Ｄゲート回路７ｃは、受信モード時において受信データ
信号を送信部８ａに供給する。

【００８２】次に、図９（Ｃ）はＮＡＮＤゲート回路７
ｇの真理値表である。上述したように、受信モード時に
おいては、ゲート信号がローレベルとなり、このローレ
ベルの信号がＮＯＴ回路７ｆによって反転されて入力さ
れるので、ＮＡＮＤゲート回路７ｇの出力はＮＯＴ回路
７ｈを介して入力される受信データ信号に応じて変化す
る。つまり、ＮＡＮＤゲート回路７ｇは受信モード時に
おいて受信データ信号をマスタリピータ３の入力端子Ｒ
Ｄに供給する。一方、送信モード時においては、ゲート
信号はハイレベルとなり、ＮＯＴ回路７ｆによって反転
されて入力されるので、ＮＯＴ回路７ｈを介して入力さ
れる受信データ信号に拘わらず、ＮＡＮＤゲート回路７
ｇの出力はハイレベル信号に固定される。つまり、ＮＡ
ＮＤゲート回路７ｇは、受信モード時においてハイレベ
ルに固定した信号をマスタリピータ３の入力端子ＲＤに
供給する。

【００８３】なお、説明は省略するが、回転側のダミー
信号制御部１８についても静止側のダミー信号制御部７
と同様な構成及び機能を有する。

【００８４】以下、マスタリピータ３とスレーブリピー
タ１４との間の信号伝送について説明する。 図１０及
び図１１は、以上のようなダミー信号制御部７及びダミ
ー信号制御部１８の機能を簡略化して示したずであり、
図１０は、マスタリピータ３からスレーブリピータ１４
に対して信号を伝送する場合、図１１は、スレーブリピ
ータ１４からマスタリピータ３に信号を伝送する場合を
示している。

【００８５】図１０に示すように、マスタリピータ３に
おける送信モード時には、静止側のダミー信号制御部７
は、マスタリピータ３からダミー信号制御部７に対する
出力信号ＭＳＤを、ダミー信号制御部７から静止側の送
信部８ａへの出力信号ＭＳＤＭとして供給可能にする。
また、ダミー信号制御部７は、ダミー信号制御部７から
マスタリピータ３への入力信号ＭＲＤとしてハイレベル
に固定した信号を供給する。一方、回転側のダミー信号
制御部１８は、スレーブリピータ１４への入力信号ＳＲ
Ｄとして、回転側の受信部１９ｂにおいて受信したデー
タ信号を供給可能にする。またそれと同時に、ダミー信
号制御部１８から回転側の送信部１９ａに対する出力信
号ＳＳＤＭとして、前記受信データ信号をそのまま供給
する。

【００８６】従って、図１２に示すように、マスタリピ
ータ３から出力されるゲート信号ＭＣがハイレベルの時
に(図12(B))、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間におい
てマスタリピータ３の出力信号ＭＳＤとして有効データ
信号が出力されると(図12(A))、この有効データ信号
は、ダミー信号制御部７から送信部８ａへの出力信号Ｍ
ＳＤＭとして送信部８ａに出力される（図12(D)）。そ
の結果、この有効データ信号は、送信部８ａ、アンテナ
１０、アンテナ２１、及び受信部１９ｂを介して回転側
において受信され、受信部１９ｂからダミー信号制御部
１８への入力信号ＳＲＤＭとしてダミー信号制御部１８
に供給される（図12(E))。そして、この有効データ信号
は、ダミー信号制御部１８からのスレーブリピータ１４
に対する入力信号ＳＲＤとしてスレーブリピータ１４に
供給され（図12(F)）、これによりマスタリピータ３か
らスレーブリピータ１４への信号の伝送が行われたこと
になる。

【００８７】また、回転側の受信部１９ｂからダミー信
号制御部１８への入力信号ＳＲＤＭとして供給された有
効データ信号は（図12(I)(なお、図12(I)は理解を容易
にするために図12(E)と同じものを重複記載した。))、
上述したようにスレーブリピータ１４に対する入力信号
ＳＲＤとして供給されるだけでなく、ダミー信号制御部
１８から回転側の送信部１９ａへの出力信号ＳＳＤＭと
して送信部１９ａに供給される(図12(J))。そして、こ
のデータ信号は、送信部１９ａ、アンテナ２１、アンテ
ナ１０、及び受信部８ｂを介して静止側において受信さ
れ、受信部８ｂからのダミー信号制御部７への入力信号
ＭＲＤＭとしてダミー信号制御部７に供給される(図12
(K))。しかしながら、ダミー信号制御部７は、この入力
信号ＭＲＤＭを有効な受信データ信号として取り扱わ
ず、ダミー信号制御部７の外部には出力しない。

【００８８】このように、本実施形態においては、スレ
ーブリピータ１４から出力されるゲート信号ＳＣがロー
レベルであり(図12(H))、スレーブリピータ１４が受信
モードで動作している場合であっても、回転側の送信部
１９ａにデータ信号が供給され、更にアンテナ２１及び
アンテナ１０を介して静止側の受信部８ｂにもデータ信
号が供給されることになる。従って、このデータ信号
は、スレーブリピータ１４から見れば有効な送信データ
信号ではなく、且つマスタリピータ３から見ても有効な
受信データ信号ではないが、半二重方式の通信プロトコ
ルに従えば本来は非通信状態であるはずの回転側送信部
１９ａと静止側受信部８ｂとの間に、ダミーの通信状態
を形成するためのダミー信号として用いられている。そ
の結果、静止側の受信部８ｂにおける無信号状態、即ち
ＤＣ信号の入力期間を減少させることができるので、受
信部８ｂにＡＣアンプを用いた場合でも、安定して動作
させることができる。

【００８９】次に、スレーブリピータ１４からマスタリ
ピータ３に対する信号伝送については、以下のように行
われる。

【００９０】マスタリピータ３は、図１２（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２にて有効データ信号の出
力が終了すると、時刻ｔ２から所定時間後の時刻ｔ３に
おいて、ゲート信号ＭＣをローレベルの信号に切り換え
る。これにより、マスタリピータ３は受信モードとな
る。

【００９１】一方、スレーブリピータ１４は、図１２
（Ｆ）、（Ｈ）に示すように、時刻ｔ２にて有効データ
信号の入力が終了すると、時刻ｔ２から所定時間経過後
の時刻ｔ４にて、ゲート信号ＳＣをハイレベルの信号に
切り換える。これにより、スレーブリピータ１４は送信
モードとなる。

【００９２】スレーブリピータ１４が送信モードになる
と、回転側のダミー信号制御部１８は、図１１に示すよ
うにスレーブリピータ１４からダミー信号制御部１８に
対する出力信号ＳＳＤを、ダミー信号制御部１８から回
転側の送信部１９ａへの出力信号ＳＳＤＭとして供給可
能にする。また、ダミー信号制御部１８は、ダミー信号
制御部１８からスレーブリピータ１４への入力信号ＳＲ
Ｄとしてハイレベルに固定した信号を供給する。一方、
静止側のダミー信号制御部７は、マスタリピータ３への
入力信号ＭＲＤとして、静止側の受信部８ｂにおいて受
信したデータ信号を供給可能にする。またそれと同時
に、ダミー信号制御部７から回転側の送信部８ａに対す
る出力信号ＭＳＤＭとして、前記受信データ信号をその
まま供給する。

【００９３】スレーブリピータ１４は、図１２に示すよ
うに、ゲート信号ＳＣを時刻ｔ４においてハイレベルに
切り換え(図12(H))、この時刻ｔ４から所定時間経過後
の時刻ｔ５に有効データ信号の出力をスレーブリピータ
１４の出力信号ＳＳＤとして開始すると(図12(G))、こ
の有効データ信号は、ダミー信号制御部１８から送信部
１９ａへの出力信号ＳＳＤＭとして送信部１９ａに出力
される（図12(Ｊ)）。

【００９４】なお、ここで有効データ信号の出力を介し
する時刻ｔ５は、ゲート信号ＳＣがハイレベル信号に切
り換えられる時刻ｔ４から、伝送ビットで換算して少な
くとも１ビット分の時間を確保するように設定されてい
る。本実施形態においては、この時間確保のために、図
８に示すようにバッファ７ａ，７ｂを設けている。この
ように構成することにより、ダミー信号制御部１８内の
ゲート遅延によって、ゲート信号ＳＣの出力タイミング
から、ダミー信号制御部１８内部の信号供給状態が図１
１に示す状態に切り換えられるタイミングまでの時間遅
延が生じたとしても、確実にスレーブリピータ１４から
の有効データ信号を、送信部１９ａへの出力信号ＳＳＤ
Ｍとして出力させ、送信させることができる。

【００９５】次に、前記有効データ信号は、送信部１９
ａ、アンテナ２１、アンテナ１０、及び受信部８ｂを介
して静止側において受信され、受信部８ｂからダミー信
号制御部７への入力信号ＭＲＤＭとしてダミー信号制御
部７に供給される（図12(K))。そして、この有効データ
信号は、ダミー信号制御部７からのマスタリピータ３に
対する入力信号ＭＲＤとしてマスタリピータ３に供給さ
れ（図12(L)）、これによりスレーブリピータ１４から
マスタリピータ３への信号の伝送が行われたことにな
る。図１２に示す例では、時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間
においてスレーブリピータ１４からマスタリピータ３へ
の信号の伝送が行われる。

【００９６】また、静止側の受信部８ｂからダミー信号
制御部７への入力信号ＭＲＤＭとして供給された有効デ
ータ信号は（図12(C)(なお、図12(C)は理解を容易にす
るために図12(K)と同じものを重複記載した。))、上述
したようにマスタリピータ３に対する入力信号ＭＲＤと
して供給されるだけでなく、ダミー信号制御部７から静
止側の送信部８ａへの出力信号ＭＳＤＭとして送信部８
ａに供給される(図12(D))。そして、このデータ信号
は、送信部８ａ、アンテナ１０、アンテナ２１、及び受
信部１９ｂを介して回転側において受信され、受信部１
９ｂからのダミー信号制御部１８への入力信号ＳＲＤＭ
としてダミー信号制御部１８に供給される(図12(E))。
しかしながら、ダミー信号制御部１８は、この入力信号
ＳＲＤＭを有効な受信データ信号として取り扱わず、ダ
ミー信号制御部１８の外部には出力しない。

【００９７】このように、本実施形態においては、マス
タリピータ３から出力されるゲート信号ＭＣがローレベ
ルであり(図12(B))、マスタリピータ３が受信モードで
動作している場合であっても、静止側の送信部８ａにデ
ータ信号が供給され、更にアンテナ１０及びアンテナ２
１を介して回転側の受信部１９ｂにもデータ信号が供給
されることになる。従って、このデータ信号は、マスタ
リピータ３から見れば有効な送信データ信号ではなく、
且つスレーブリピータ１４から見ても有効な受信データ
信号ではないが、半二重方式の通信プロトコルに従えば
本来は非通信状態であるはずの静止側送信部８ａと回転
側受信部１９ｂとの間に、ダミーの通信状態を形成する
ためのダミー信号として用いられている。その結果、回
転側の受信部１９ｂにおける無信号状態、即ちＤＣ信号
の入力期間を減少させることができるので、受信部１９
ｂにＡＣアンプを用いた場合でも、安定して動作させる
ことができる。

【００９８】次に、スレーブリピータ１４は、図１２
（Ｈ）、（Ｉ）に示すように、時刻ｔ６にて有効データ
信号の出力を終了すると、この時刻ｔ６から所定時間経
過後の時刻ｔ７において、ゲート信号ＳＣをローレベル
信号に切り換え、受信モード状態となる。

【００９９】一方、マスタリピータ３は、図１２
（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、スレーブリピータ１４か
らの有効データ信号の入力を時刻ｔ６にて終了すると、
この時刻ｔ６から所定時間経過後の時刻ｔ８において、
ゲート信号ＭＣをハイレベル信号に切り換え、送信モー
ドとなる。

【０１００】そして、図１２（Ａ）に示すように、ゲー
ト信号ＭＣがハイレベル信号を切り換えた時刻ｔ８から
所定時間経過後の時刻ｔ９において、有効データ信号を
出力信号ＭＳＤとして出力し、ダミー信号制御部７は時
刻ｔ９においてこの有効データ信号を静止側の送信部８
ａに出力する。ここで、ゲート信号ＭＣがハイレベル信
号を切り換えた時刻ｔ８から、送信部８ａに対する出力
信号ＭＳＤＭの出力タイミングである時刻ｔ９までの期
間は、伝送レート換算で少なくとも１ビット以上に設定
されており、確実なデータ信号の送信を確保している。
具体的には、静止側においても、バッファａ，７ｂによ
って信号の遅延を生じさせている。

【０１０１】以上のように、本実施形態によれば、半二
重方式の通信プロトコルに従えば本来は非通信状態であ
るはずの信号伝送経路に、ダミー信号による通信状態を
形成させることができるので、何れの方向の信号伝送経
路についても、ハイレベルまたはローレベルの信号が所
定期間に亘って供給されるような非通信状態となる期間
を減少させることができる。その結果、受信部にＡＣア
ンプを用いた場合であっても、受信開始直後の先頭デー
タ信号の欠落、データを誤って検出する検出エラー等の
通信エラーを無くすことができ、正確な信号伝送を行う
ことができる。

【０１０２】特に、本実施形態においては、本発明の信
号伝送装置を、ステンレス鋼等で形成されたハウジング
内に収納し、信号伝送部を電波遮蔽部で覆う構成とした
ので、ノイズ源の多い環境においても、静止側と回転側
との間で通信エラーのない安定した信号伝送を行うこと
ができる。

【０１０３】また、本実施形態によれば、非接触方式に
より以上のような信号の伝送が可能であるため、静止系
と回転系との間における通信を長期間に亘って良好に行
うことが可能である。 更に、本実施形態においては、
ＦＳＫ方式を用いて信号伝送を行う例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ＡＳｋ方
式等の他の方式であっても適用可能である。

【０１０４】

【発明の効果】請求項１記載の信号伝送装置によれば、
一方の通信装置が送信状態にある時には、当該一方の通
信装置のデータ信号出力部から出力されるデータ信号を
送信アンプに供給すると共に、受信アンプから出力され
るデータ信号の当該一方の通信装置におけるデータ信号
入力部に対する供給を停止し、更に受信状態にある他方
の通信装置側では、受信アンプから出力されるデータ信
号を、当該他方の通信装置のデータ信号入力部に供給す
ると共に、送信アンプに対しダミー信号として供給する
ので、一対の通信装置間の半二重方式による通信を良好
に行いつつ、半二重方式のプロトコルに従えば本来は非
通信状態となるはずの、信号伝送経路において、ダミー
信号を用いた通信が行われることになるので、受信アン
プとして交流アンプを用いた場合であっても、安定した
信号伝送を行うことができる。

【０１０５】請求項２記載の信号伝送装置によれば、一
方の通信装置が送信状態にある時には、当該通信装置の
データ信号出力部から出力されるデータ信号を送信アン
プに対して供給し、受信状態にある他方の通信装置側に
おいては、受信アンプから出力されるデータ信号を送信
アンプに対して供給するので、一対の通信装置間の半二
重方式による通信を良好に行いつつ、半二重方式のプロ
トコルに従えば本来は非通信状態となるはずの、信号伝
送経路において、ダミー信号を用いた通信が行われるこ
とになるので、受信アンプとして交流アンプを用いた場
合であっても、安定した信号伝送を行うことができる。
また、一方の通信装置が受信状態にある時には、受信ア
ンプからの受信信号を当該通信装置の信号入力部に対し
て供給し、送信状態にある他方の通信装置側では、定電
圧出力信号を当該通信装置の信号入力部に対して供給す
る。従って、前記ダミー信号による信号伝送が行われる
場合でも、通信エラーの発生を確実に防止することがで
きる。

【０１０６】請求項３記載の信号伝送装置によれば、前
記一対の送受信アンテナと、前記一対の送受信手段と、
前記一対のインターフェース手段とは、互いに相対的に
回転自在に設けられたロータリージョイントの静止側と
回転側のそれぞれに取り付けたので、一方の通信装置が
静止側に配置され、他方の通信装置が回転側に配置され
た場合においても、良好な双方通信を行うことができ
る。しかも、この場合においても、半二重方式のプロト
コルに従えば本来は非通信状態となる信号伝送経路にお
いて信号の伝送を行わせるので、受信アンプに交流アン
プを用いた場合でも安定した信号の伝送を行うことがで
きる。

【０１０７】請求項４記載の信号伝送装置によれば、前
記送信アンプ及び受信アンプとして交流アンプを用いた
ので、信号伝送装置の製造コストの低減に寄与すること
ができる。しかも、上述したダミー信号による信号伝送
の結果、交流アンプを用いた場合でも安定した信号の伝
送を行うことができる。

【０１０８】請求項５記載の信号伝送方法によれば、一
方の通信装置が送信状態にある時には、当該一方の通信
装置のデータ信号出力部から出力されるデータ信号を送
信アンプに供給すると共に、受信アンプから出力される
データ信号の当該一方の通信装置におけるデータ信号入
力部に対する供給を停止し、更に受信状態にある他方の
通信装置側では、受信アンプから出力されるデータ信号
を、当該他方の通信装置のデータ信号入力部に供給する
と共に、送信アンプに対しダミー信号として供給するの
で、一対の通信装置間の半二重方式による通信を良好に
行いつつ、半二重方式のプロトコルに従えば本来は非通
信状態となるはずの、信号伝送経路において、ダミー信
号を用いた通信が行われることになるので、受信アンプ
として交流アンプを用いた場合であっても、安定した信
号伝送を行うことができる。

【０１０９】請求項６記載の信号伝送方法によれば、前
記通信の方向の検出を、前記ゲート信号の論理に応じて
行うので、半二重方式のプロトコルに従えば本来は非通
信状態となるはずの信号伝送経路において、ダミー信号
を用いた信号伝送が、通信にエラーを与えることなく確
実に実行することができる。

【０１１０】請求項７記載の信号伝送方法によれば、前
記データ信号入力部に対する信号供給を停止させる際に
は、前記データ信号入力部にに定電圧出力信号を供給す
るので、前記ダミー信号による信号伝送が行われる場合
でも当該ダミー信号が前記受信状態にある通信装置のデ
ータ信号入力部に入力されることがなく、通信エラーの
発生を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における通信システムの概
略構成を示すブロック図である。

【図２】図１の通信システムに用いられる信号伝送装置
の外観を示す斜視図である。

【図３】図２の信号伝送装置の断面図である。

【図４】図２の信号伝送装置に用いられるフェライトコ
アコイルユニット及びアンテナの構成を示す平面図であ
る。

【図５】図４のフェライトコアコイルユニットに用いら
れるフェライトコアを示す図であり、（Ａ）は外観を示
す斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は内部固定板に取り
付けられコイルを収納した状態を示す側面図である。

【図６】（Ａ）は図４のフェライトコアコイルユニット
を用いた電源伝送方式の等価回路を示す図、（Ｂ）は
（Ａ）の方式により伝送される電源の波形を示す図であ
る。

【図７】図１の通信システムにおける信号伝送方式を説
明するためのブロック図である。

【図８】図２の信号伝送装置におけるダミー信号制御部
の構成例を示す回路図である。

【図９】図８に示すゲート回路の論理値表であり、
（Ａ）はＮＡＮＤ回路７ｃの論理値表、（Ｂ）はＮＡＮ
Ｄ回路７ｅの論理値表、（Ｃ）はＮＡＮＤ回路７ｇの論
理値表である。

【図１０】図１の通信システムにおいてマスタリピータ
からスレーブリピータ側に有効データ信号が伝送される
場合のダミー信号制御部の状態を示すブロック図であ
る。

【図１１】図１の通信システムにおいてスレーブリピー
タからマスタリピータ側に有効データ信号が伝送される
場合のダミー信号制御部の状態を示すブロック図であ
る。

【図１２】図１の通信システムにおいてマスタリピータ
とスレーブリピータとの間で通信が行われる際の各信号
のタイミングチャートであり、（Ａ）はマスタリピータ
からダミー信号制御部への出力信号、（Ｂ）はマスタリ
ピータから出力されるゲート信号、（Ｃ）はマスタリピ
ータ側の受信アンプからダミー信号制御部に対する入力
信号、（Ｄ）はダミー信号制御部からマスタリピータ側
の送信アンプに対する出力信号、（Ｅ）はスレーブリピ
ータ側の受信アンプからダミー信号制御部に対する入力
信号、（Ｆ）はダミー信号制御部からスレーブリピータ
に対する入力信号、（Ｇ）はスレーブリピータからダミ
ー信号制御部に対する出力信号、（Ｈ）はスレーブリピ
ータから出力されるゲート信号、（Ｉ）はスレーブリピ
ータ側の受信アンプからダミー信号制御部に対する入力
信号、（Ｊ）はダミー信号制御部からスレーブリピータ
側の送信アンプに対する出力信号、（Ｋ）はマスタリピ
ータ側の受信アンプからダミー信号制御部に対する入力
信号、（Ｌ）はダミー信号制御部からマスタリピータに
対する入力信号をそれぞれ示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１…通信システム ２…マスタ ３…マスタリピータ ７，１８…ダミー信号制御部 ８ａ，１９ａ…送信アンプ ８ｂ，１９ｂ…受信アンプ １０，２１…アンテナ １３…スレーブ １４…スレーブリピータ ３０…信号伝送装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の通信装置のそれぞれに、データ信
   号を出力するデータ信号出力部と、データ信号を入力す
   るデータ信号入力部と、データ信号の入出力タイミング
   に応じて論理を反転させるゲート信号出力部とを備え、
   半二重方式により通信を行う通信システムに用いられ、
   前記ゲート信号によって送信モードまたは受信モードと
   して示される各通信装置の通信モードに対応しながら双
   方向に信号を伝送する信号伝送装置であって、 非接触で対向配置された一対の送受信アンテナと、 前記一対の送受信アンテナにそれぞれ接続される送信ア
   ンプ及び受信アンプを備え、通信方向毎に異なる搬送周
   波数を用いる一対の送受信手段と、 前記各送受信手段と前記各通信装置との間に設けられ、
   前記ゲート信号が前記送信モードを示す論理の時には、
   前記データ信号出力部から出力されるデータ信号を前記
   送受信手段に供給すると共に、前記受信アンプから出力
   されるデータ信号の前記データ信号入力部への供給を停
   止し、前記ゲート信号が前記受信モードを示す論理の時
   には、前記受信アンプから出力されるデータ信号を、前
   記データ信号入力部に供給すると共に、前記送信アンプ
   に対しダミー信号として供給する一対のインターフェー
   ス手段と、 を備えることを特徴とする信号伝送装置。
2. 【請求項２】 前記一対のインターフェース手段は、前
   記送受信手段における前記送信アンプに供給する信号と
   して、前記ゲート信号が前記送信モードを示す論理の時
   には、前記通信装置の前記データ信号出力部から出力さ
   れるデータ信号を選択し、前記ゲート信号が前記受信モ
   ードを示す論理の時には、前記送受信手段の前記受信ア
   ンプから出力されるデータ信号を選択する送信アンプ側
   信号供給手段と、 前記通信装置の前記データ信号入力部に供給する信号と
   して、前記ゲート信号が前記受信モードを示す論理の時
   には、前記受信アンプから出力されるデータ信号を選択
   し、前記ゲート信号が前記送信モードを示す論理の時に
   は、定電圧出力信号を選択する信号入力部側信号供給手
   段とをそれぞれ備える、 ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
3. 【請求項３】 前記一対の送受信アンテナと、前記一対
   の送受信手段と、前記一対のインターフェース手段と
   は、互いに相対的に回転自在に設けられたロータリージ
   ョイントの静止側と回転側のそれぞれに取り付けられて
   いることを特徴とする請求項１または２記載の信号伝送
   装置。
4. 【請求項４】 前記送信アンプ及び受信アンプは、交流
   アンプであることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１記載の信号伝送装置。
5. 【請求項５】 第１と第２の通信装置のそれぞれに、デ
   ータ信号を出力するデータ信号出力部と、データ信号を
   入力するデータ信号入力部と、データ信号の入出力タイ
   ミングに応じて論理を反転させるゲート信号出力部とを
   備え、半二重方式により通信を行う際に、前記ゲート信
   号によって送信モードまたは受信モードとして示される
   各通信装置の通信モードに対応しながら双方に信号を伝
   送する信号伝送方法であって、 前記第１の通信装置から前記第２の通信装置への方向の
   通信が行われる時には、前記第１の通信装置のデータ信
   号出力部から出力されるデータ信号を第１の送信アンプ
   に供給し、所定の搬送周波数を用いて第１の送受信アン
   テナを介して送信すると共に、第１の受信アンプから出
   力されるデータ信号の前記第１の通信装置における前記
   データ信号入力部への供給を停止する工程と、 第２の送受信アンテナを介して第２の受信アンプから出
   力されるデータ信号を前記第２の通信装置のデータ信号
   入力部に供給すると共に、第２の送信アンプに対しダミ
   ー信号として供給する工程と、を備え、 前記第２の通信装置から前記第１の通信装置への方向の
   通信が行われる時には、前記第２の通信装置のデータ信
   号出力部から出力されるデータ信号を第２の送信アンプ
   に供給し、前記第１の通信装置から第２の通信装置への
   通信時における搬送周波数とは異なる搬送周波数を用い
   て第２の送受信アンテナを介して送信すると共に、第２
   の受信アンプから出力されるデータ信号の前記第２の通
   信装置における前記データ信号入力部への供給を停止す
   る工程と、 第１の送受信アンテナを介して第１の受信アンプにより
   出力されるデータ信号を、前記第１の通信装置のデータ
   信号入力部に供給すると共に、第１の送信アンプにダミ
   ー信号として供給する工程と、を備える、 ことを特徴とする信号伝送方法。
6. 【請求項６】 前記通信の方向の検出を、前記ゲート信
   号の論理に応じて行う工程を更に備えることを特徴とす
   る請求項５記載の信号伝送方法。
7. 【請求項７】 前記データ信号入力部へのデータ信号供
   給を停止する際には、前記データ信号入力部にに定電圧
   出力信号を供給する工程とを更に備えることを特徴とす
   る請求項５または６記載の信号伝送方法。