JP2021016025A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波数信号をより適切に伝送することのできる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１は、信号を出力するＬＶＤＳ送信部１３と、信号が入力されるＬＶＤＳ受信部２１と、ＬＶＤＳ送信部とＬＶＤＳ受信部との間をつなぐ信号線３１、３２と、を有する通信回路と、信号線３１の信号におけるノイズを検出する検出部と、ノイズが検出された信号に応じた前記受信素子からの信号の出力を禁止する除去部と、を備える。検出部は、ＬＶＤＳ送信部からの出力信号のノイズを検出する送信側ノイズ検出部１４と、ＬＶＤＳ受信部への入力信号のノイズを検出する受信側ノイズ検出部２３と、を有する。除去部は、出力信号において検出されたノイズの極性と反対極性のノイズが入力信号において検出された場合に、検出の時点までのＬＶＤＳ受信部からの信号の出力状態を維持する。【選択図】図１

Description

この発明は、電子機器に関する。

電子機器には、外来ノイズ（雑音）による誤動作を避けるために当該外来ノイズを除去する構成が設けられている。誤動作を生じやすい外来ノイズとしては、短時間に狭帯域で発生するもの（狭帯域ノイズ）が挙げられ、所定周波数の信号からこのノイズを適切に除去する技術がある（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−１２０８６１号公報

しかしながら、従来の技術では、混入したノイズの除去に際し、高周波数信号自体を鈍らせるので、高周波数信号を伝送する回路に用いるのが困難であるという課題がある。

この発明の目的は、高周波数信号をより適切に伝送することのできる電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
信号を出力する送信素子と、前記信号が入力される受信素子と、前記送信素子と前記受信素子との間をつなぐ信号線と、を有する通信回路と、
前記信号線の信号におけるノイズを検出する検出部と、
前記ノイズが検出された信号に応じた前記受信素子からの信号の出力を禁止する除去部と、
を備え、
前記検出部は、
前記送信素子からの出力信号のノイズを検出する第１ノイズ検出部と、
前記受信素子への入力信号のノイズを検出する第２ノイズ検出部と、
を有し、
前記除去部は、前記出力信号において検出されたノイズの極性と反対極性のノイズが前記入力信号において検出された場合に、当該検出の時点までの前記受信素子からの信号の出力状態を維持する
ことを特徴とする電子機器である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、
前記第１ノイズ検出部は、
前記出力信号に対する正の側へのノイズを検出する第１正ノイズ検出部と、
前記出力信号に対する負の側へのノイズを検出する第１負ノイズ検出部と、
を有し、
前記第２ノイズ検出部は、
前記入力信号に対する正の側へのノイズを検出する第２正ノイズ検出部と、
前記入力信号に対する負の側へのノイズを検出する第２負ノイズ検出部と、
を有し、
前記除去部は、前記第１正ノイズ検出部の出力と前記第２負ノイズ検出部の出力とを比較し、前記第１負ノイズ検出部の出力と前記第２正ノイズ検出部の出力とを比較する比較部を有する
ことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の電子機器において
前記第１正ノイズ検出部、前記第１負ノイズ検出部、前記第２正ノイズ検出部及び前記第２負ノイズ検出部は、それぞれノイズの検出有無に応じたロジック信号を出力し、
前記比較部は、前記第１正ノイズ検出部と前記第２負ノイズ検出部が同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号、及び前記第２正ノイズ検出部と前記第１負ノイズ検出部とが同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号を生成し、
前記除去部は、前記論理積信号に基づいて、前記受信素子から出力される信号の論理反転を禁じる
ことを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の電子機器において、
前記除去部は、前記受信素子からの指定された時点での信号の出力状態を維持する保持部を有し、
前記論理積信号のうちいずれかにより前記同時にノイズの検出がなされた状態に変化するのに応じて、前記保持部を動作させて当該動作の時点での前記信号の出力状態を維持し、
前記論理積信号のいずれもがノイズを検出していない状態に変化するのに応じて、前記保持部の動作を解除して、前記信号の出力状態の維持を中止する
ことを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１正ノイズ検出部の出力端及び前記第２負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成され、
前記第２正ノイズ検出部の出力端及び前記第１負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成されている
ことを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の電子機器において、
前記信号経路のうち前記入力端までの距離がより短い前記出力端と前記入力端との間には、前記信号伝達時間を延長させる遅延素子が設けられていることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、請求項５記載の電子機器において、
前記第１正ノイズ検出部の出力端及び前記第２負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝送距離が互いに等しく、
前記第２正ノイズ検出部の出力端及び前記第１負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝送距離が互いに等しい
ことを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、請求項２〜７のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１正ノイズ検出部のノイズ検出に係る第１閾値と、前記第２負ノイズ検出部のノイズ検出に係る第２閾値とは、前記信号における基準電圧からの電圧差の大きさが等しく、
前記第１閾値と、前記第２正ノイズ検出部のノイズ検出に係る第３閾値とは等しく、
前記第２閾値と、前記第２負ノイズ検出部のノイズ検出に係る第４閾値とは等しい
ことを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の電子機器において、
前記通信回路は、前記信号線を２本有し、
前記送信素子は、前記２本の信号線を介して差動信号を出力し、
前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値及び前記第４閾値は、それぞれ、前記差動信号の生成範囲に係る上限基準値以上の異常電圧を検出可能に定められている
ことを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、請求項２〜９のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１正ノイズ検出部、前記第１負ノイズ検出部、前記第２正ノイズ検出部及び前記第２負ノイズ検出部は、それぞれ、前記信号線に対してコンデンサーを介して接続されていることを特徴とする。

本発明に従うと、電子機器において、より適切に高周波数信号を伝送することができるという効果がある。

本実施形態の電子機器の構成及び信号経路を示す概略図である。 ＬＶＤＳに係る信号と、信号線にＥＳＤが混入した場合の電流及び電圧変化について説明する図である。 ＬＶＤＳの２本の信号線に混入したＥＳＤによる振幅変動を数値シミュレートした結果を示す。 信号線上の信号と異常検出を示す各ロジック信号との対応関係を示す図である。 電子機器におけるノイズ除去に係る回路の他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態の電子機器１の構成及び信号経路を示す概略図である。

電子機器１は、例えば、光学素子により撮影された画像データを処理、出力するスキャナー（読取装置）である。電子機器１は、ここでは、検出基板１０及び制御基板２０の２枚の基板を有し、当該２枚の基板間ではＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling；低電圧差動信号）により２値の（デジタル信号の）高周波数信号（ＭＨｚ帯域の高周波数側〜ＧＨｚ帯域など）を伝送する。

検出基板１０は、ＣＣＤ１１（Charge Coupled Device）と、ＡＤＣ１２（Analog / Digital Converter）と、ＬＶＤＳ送信部１３（送信素子）と、送信側ノイズ検出部１４（第１ノイズ検出部）などを有する。ＣＣＤ１１は、光学センサーの複数の光学素子が検出した入射光量に応じた電荷をアナログ信号として転送する。アナログ信号は、適宜増幅されてよい。ＡＤＣ１２は、ＣＣＤ１１から入力されたアナログ信号をデジタル信号（ＶＩＤＥＯ信号）に変換する。ＬＶＤＳ送信部１３は、パラレルに入力されるデジタル信号をシリアライズして、２本の差動信号（ＬＶＤＳ信号）として制御基板２０に出力する。送信側ノイズ検出部１４は、ＬＶＤＳ送信部１３からの出力電圧（出力信号）からノイズ（雑音）を検出する。送信側ノイズ検出部１４は、送信側正ノイズ検出部１４１（第１正ノイズ検出部）と、送信側負ノイズ検出部１４２（第１負ノイズ検出部）とを有する。これらについては後述する。

制御基板２０は、ＬＶＤＳ受信部２１（受信素子）と、データ処理部２２と、受信側ノイズ検出部２３（第２ノイズ検出部）と、抵抗素子２４と、遅延回路２５１、２５２と、論理積回路２６１、２６２と、論理和回路２７などを備える。ＬＶＤＳ受信部２１は、検出基板１０から出力された信号が入力され、これを適宜な信号（デジタル信号）に変換して（例えば、デシリアライズして）データ処理部２２に送る。また、ＬＶＤＳ受信部２１は、信号保持部２１１（保持部）を有し、入力された信号にかかわらず一時的に信号の出力状態を維持することができる。信号保持部２１１は、例えば、ラッチ回路である。データ処理部２２は、デジタルデータとして取得された光学センサーの撮像データを適宜処理する。抵抗素子２４は、ＬＶＤＳに係る終端抵抗であり、信号の反射を抑制する。受信側ノイズ検出部２３は、ＬＶＤＳ受信部２１への入力電圧（入力信号）からノイズを検出する。受信側ノイズ検出部２３は、受信側正ノイズ検出部２３１（第２正ノイズ検出部）と、受信側負ノイズ検出部２３２（第２負ノイズ検出部）とを有する。その他の構成によるノイズ除去については後述する。

検出基板１０のＬＶＤＳ送信部１３と制御基板２０のＬＶＤＳ受信部２１との間は、差動信号の伝送（ＬＶＤＳ送信部１３が差動信号を出力）に係る信号線３１（Ｐ線）、信号線３２（Ｎ線）（２本の信号線）により接続されている。信号線３１、３２は、平行に位置し、また長さが等しくなるように設けられる。また、送信側ノイズ検出部１４から異常検に係るロジック信号を出力する２本の出力配線１４３、１４４が制御基板２０に接続されている。ＬＶＤＳ送信部１３、ＬＶＤＳ受信部２１及び信号線３１、３２が本実施形態の通信回路を構成する。また、送信側ノイズ検出部１４及び受信側ノイズ検出部２３が本実施形態の検出部を構成する。

電子機器１は、その他の構成、例えば、操作受付部、表示部、及び通信部などを有していてもよい。

次に、本実施形態の電子機器１におけるノイズ除去動作について説明する。
電子機器１では、検出基板１０と制御基板２０との間でのＬＶＤＳによる信号伝送中に混入する突発ノイズ、ここでは、例えば、主に電子機器１の筐体（板金）などの接地面に流入又は受信したノイズが当該接地面から侵入する静電気放電（ＥＳＤ）の影響を除去する構成を有している。

図２は、ＬＶＤＳに係る信号と、信号線にＥＳＤが混入した場合の電流及び電圧変化について説明する図である。
図２（ａ）に示すように、ＬＶＤＳでは、２本の信号線３１、３２に、電圧振幅３５０ｍＶ（破線で示す中心電圧に対する片側振幅が１７５ｍＶ）の逆位相の信号（信号線３１により伝送されるＰ信号及び信号線３２により伝送されるＮ信号と記す）が入力される。図２（ｂ）に示すように、これらの信号線３１、３２にＥＳＤが混入すると、２本の信号線３１、３２におけるＬＶＤＳ送信部１３の出力端から等距離の位置では、同位相でノイズに応じた信号が出現する。ＬＶＤＳでは、小規模の変動の場合には、差動信号の差分値（Ｐ信号に対してＮ信号が相対的に±７５０ｍＶで反転）により相殺されてこの影響は無視可能となるが、ＥＳＤのように大振幅振動（変動）が混入すると、振幅（特に、信号が正の部分に正の振幅が重なった場合及び信号が負の部分に負の振幅が重なった場合。後述のように、Ｐ信号とＮ信号に交互に生じ得る）が、ＬＶＤＳ送信部１３において差動信号を生成する回路の動作範囲、すなわち、ＬＶＤＳ受信部２１が想定する受信電圧の範囲を超えることで、誤動作が生じ得る。なお、図２（ｂ）においてＰ信号の振幅に対して示されている２本の所定電圧の横向き点線は、後述の閾値電圧に対応し、この想定受信電圧の範囲（差動信号の生成範囲）より小さいとされる。すなわち、異常電圧の検出に係る閾値は、差動信号の生成範囲以上の振幅を確実に検出可能に定められる。

このノイズに応じた信号の波形について説明する。基板間を接続する信号線３１、３２に混入したノイズは、単発で収束せずに、しばらく振動が残る。
図３には、ＬＶＤＳの信号線３１、３２に混入したＥＳＤによる振幅変動を数値シミュレートした結果を示す。ここでは、混入したＥＳＤの放電電流、ＬＶＤＳ送信部１３の出力端の近傍で検出したＰ信号、及びＬＶＤＳ受信部２１の入力端の近傍で検出したＰ信号を示している。この結果から、混入したノイズが信号線３１、３２の両端間で対応する波長成分が共振して、振動が残留するのが見られる。

図３（ａ）に示すように、放電電流は、急激に立ち上がった後、漸減していく。図３（ｂ）には、この急激な立ち上がり時の信号線３１上の放電電流及び電圧の変化を拡大して示している。本数値シミュレーションでは、信号線３１において、出力（送信）側端部Ｃｔと入力（受信）側端部Ｃｒとでは、電圧振動が逆位相になることが示されている。この結果は、信号線３２においても得られている。また、この結果に基づいて本発明者が実際の回路の両端で電圧の検出を行った結果、数値シミュレーションの結果と同一の特性を示す電圧振動が信号に生じていることが確認された。

この結果を用いて、本実施形態の電子機器１では、信号線３１のＰ信号入力端付近に送信側ノイズ検出部１４が設けられ、信号線３１のＰ信号の出力端付近に受信側ノイズ検出部２３が設けられ、これらの出力に基づいてノイズの検出を行う。

ノイズ除去に係る構成について、図１を用いて詳しく説明する。
送信側ノイズ検出部１４は、ＬＶＤＳ送信部１３からの信号線３１の出力端近傍で出力信号（出力電圧）を検出する。受信側ノイズ検出部２３は、ＬＶＤＳ受信部２１への信号線３１の入力端近傍で入力信号（入力電圧）を検出する。ここでいう近傍は、それぞれ、厳密に出力端及び入力端の位置でなくてよいが、上記信号の位相がほぼ反転する（位相差が１８０度±数度程度となる）ように、信号線３１の長さに比して両端からの距離が十分に短い位置である。

送信側正ノイズ検出部１４１は、基準レベルから正の側に閾値（第１閾値）以上高い電圧（正ノイズ）を検出した場合にアクティブ（ここではＨ。以下同じ）となり、それ以外（検出が否）で非アクティブ（Ｌ）となる２値信号（異常の検出有無に係るロジック信号）を出力する。送信側負ノイズ検出部１４２は、基準レベルから負の側に閾値（第２閾値）以上低い電圧（負ノイズ）を検出した場合にアクティブ（Ｈ）となり、それ以外で非アクティブ（Ｌ）となる２値信号を出力する。受信側正ノイズ検出部２３１は、同様に基準レベルから正の側に閾値（第３閾値）以上高い電圧を検出した場合にアクティブ（Ｈ）となり、それ以外で非アクティブ（Ｌ）となる２値信号を出力する。受信側負ノイズ検出部２３２は、基準レベルから負の側に閾値（第４閾値）以上低い電圧を検出した場合にアクティブ（Ｈ）となり、それ以外で非アクティブ（Ｌ）となる２値信号を出力する。これらは、いずれも周知の検波器であり、所定電圧以上の振幅の電圧をアナログ的に検出して出力するロジック信号を切り替えるものである。基準レベルは、差動信号における通常の２値の電圧であり、信号の状態によって切り替わる。また、基準レベルは、直近の所定時間（差動信号の１信号の継続時間より短い）内の平均電圧などであってもよい。閾値（第１閾値〜第４閾値）は、ここでは全て同一、すなわち、基準レベル（基準電圧）からの電圧差の大きさ（絶対値）が等しく、上記のように、ＬＶＤＳに係る差動信号の正常な生成範囲（上限基準値）より小さい電圧（正常な生成範囲以上の異常を確実に検出可能な値）であってよい。

送信側正ノイズ検出部１４１の出力と受信側負ノイズ検出部２３２の出力とは、論理積回路２６２に入力される。このとき、受信側負ノイズ検出部２３２の出力端は、論理積回路２６２（比較部の入力端）までの距離が送信側正ノイズ検出部１４１の出力端よりも短いので、受信側負ノイズ検出部２３２の出力端と論理積回路２６２との間には、信号の伝達時間を延長する遅延回路２５２（遅延素子）が設けられて、略同一の（等しい）伝送時間（信号伝達時間）で各ロジック信号が論理積回路２６２に入力されるように信号経路が構成されている。論理積回路２６２は、送信側正ノイズ検出部１４１と受信側負ノイズ検出部２３２とにより同時に異常が検出された場合にアクティブ（Ｈ）になり、それ以外で非アクティブ（Ｌ）となる論理積信号を出力する。

また、送信側負ノイズ検出部１４２の出力と受信側正ノイズ検出部２３１の出力とは、論理積回路２６１に入力される。このとき、受信側正ノイズ検出部２３１の出力端は、論理積回路２６１までの距離が送信側負ノイズ検出部１４２の出力端よりも短いので、受信側正ノイズ検出部２３１の出力端と論理積回路２６１との間には、遅延回路２５１が設けられて、略同一の伝送時間で各ロジック信号が論理積回路２６１に入力される。論理積回路２６１は、送信側負ノイズ検出部１４２と受信側正ノイズ検出部２３１とにより同時に異常が検出された場合にアクティブ（Ｈ）になり、それ以外で非アクティブ（Ｌ）となる論理積信号を出力する。
論理積回路２６１、２６２は本実施形態の比較部を構成する。

論理積回路２６１、２６２の出力は、それぞれ論理和回路２７に入力される。論理和回路２７の出力するロジック信号は、ＬＶＤＳ受信部２１に入力される。すなわち、論理積回路２６１、２６２のいずれかから異常の検出を示すロジック信号が出力されている場合に、ＬＶＤＳ受信部２１に異常検出を示す（アクティブな）ロジック信号（Ｈ）が入力される。

ＬＶＤＳ受信部２１は、変換処理（デシリアライズなど）を行った信号の出力状態を保持する信号保持部２１１を有する。信号保持部２１１は、論理和回路２７からハイレベル信号（ラッチ信号）が入力されると、ＬＶＤＳ受信部２１への入力信号に応じた当該ＬＶＤＳ受信部２１からの信号の出力状態の切り替わり（デジタル２値信号の論理反転）を禁止し、禁止時点（異常検出時点、指定された時点）までの信号出力を保持（維持）する。論理和回路２７からの信号がローレベル信号の場合には、信号保持部２１１は動作せず、ＬＶＤＳ受信部２１は、受信した信号に従って変換処理された信号を出力する。論理積回路２６１、２６２及び信号保持部２１１が本実施形態の除去部を構成する。

図４は、信号線３１上の信号と各異常検出に係るロジック信号との対応関係を示す図である。なお、この図は説明のために波形を模式的に示しており、ここで示したＥＳＤの振幅、周波数及びその減衰度合と、元のＬＶＤＳ送信部１３からの出力信号の振幅、周波数との比は、正確なものであるとは限らない。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＬＶＤＳ送信部１３の側（出力端）の信号（送信（Ｐ））と、ＬＶＤＳ受信部２１の側（入力端）の信号（受信（Ｐ））とでは、ＥＳＤに係る振動の位相（極性）が反転する。これにより、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、送信側正ノイズ検出部１４１の出力Ｓ（Ｔ＋）と受信側負ノイズ検出部２３２の出力Ｓ（Ｒ−）とは同期して、それぞれ図４(ａ)、（ｂ）においてＴ＋、Ｒ−として示された部分でハイレベルに変化する。すなわち、論理積回路２６２の出力は、これらの信号とほぼ同一である。

また、図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、送信側負ノイズ検出部１４２の出力Ｓ（Ｔ−）と受信側正ノイズ検出部２３１の出力Ｓ（Ｒ＋）とは同期して、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）においてＴ−、Ｒ＋として示された部分でハイレベルに変化する。すなわち、論理積回路２６１の出力は、これらの信号とほぼ同一である。

ＬＶＤＳ送信部１３からの出力端とＬＶＤＳ受信部２１への入力端とでの電圧の逆位相（反対極性）の変化（ノイズ）が続いている間、これらハイレベル区間は、論理積回路２６１、２６２で交互に出現するので、これら論理積回路２６１、２６２の出力の論理和をとった論理和回路２７の出力するロジック信号（Ｌａｔｃｈ）は、ほぼ継続的にハイレベルになり、ノイズの検出状態が続く。このとき、ＡＣノイズでは、電圧が基準電圧をまたいで変化する間一時的に異常の検出が途切れることになるので、途切れないように、各論理積回路２６１、２６２のハイレベル信号からの立ち下がりに所定の遅延時間を設けてもよい。また、一方で、ＥＳＤ混入時の最初のハイレベル信号の立ち上がりは、ＩＣの応答時間などを考慮して、所定の遅延時間を設けてもよい。

これらの遅延を含めると、図４（ｇ）に示すように、論理和回路２７の出力するロジック信号は、ＥＳＤの大振幅振動が継続している間ハイレベルとなって、ＬＶＤＳ受信部２１における入力信号に応じた当該ＬＶＤＳ受信部２１からの信号の切替出力が禁止され、禁止前の信号が維持される。これにより、禁止（遮断）がなければ生じるＥＳＤによる振動１周期分の誤動作（図４（ｈ）の点線）部分は、正常な信号が維持される（図４（ｈ）の実線）。論理積回路２６１、２６２のどちらも異常検出信号（ハイレベルのロジック信号）を出力しなくなると、ＬＶＤＳ受信部２１における上記禁止、すなわち、信号の出力状態の維持が中止され、入力信号に応じた信号の切り替えがなされる。なお、信号の切り替わり部分にかかってＥＳＤノイズが混入した場合には、ラッチ動作により信号の出力状態の切り替わりが若干遅れるが、ＬＶＤＳ信号では、多少のタイミングのずれについては、誤動作は生じない。

図５は、電子機器におけるノイズ除去に係る回路の他の実施形態を示す図である。
図５（ａ）に示す第２実施形態の電子機器１ａでは、受信側正ノイズ検出部２３１の出力配線２３３及び受信側負ノイズ検出部２３２の出力配線２３４は、遅延回路を有する代わりに、それぞれ送信側負ノイズ検出部１４２の出力配線１４４及び送信側正ノイズ検出部１４１の出力配線１４３と略等距離となるように（信号伝送距離が互いに等しくなるように）設けられている。このような構成であっても、送信側ノイズ検出部１４と受信側ノイズ検出部２３から論理積回路２６１、２６２に対し、同時に異常検出を示すハイレベルのロジック信号が入力される。

また、図５（ｂ）に示す第３実施形態の電子機器１ｂでは、送信側正ノイズ検出部１４１、送信側負ノイズ検出部１４２、受信側正ノイズ検出部２３１及び受信側負ノイズ検出部２３２は、それぞれコンデンサー１４５、１４６、２３５、２３６を介して信号線３１に接続されている。コンデンサー１４５、１４６、２３５、２３６は、カップリングコンデンサーであり、これらにより信号のＤＣ成分がカットされて送信側正ノイズ検出部１４１、送信側負ノイズ検出部１４２、受信側正ノイズ検出部２３１及び受信側負ノイズ検出部２３２にはＡＣ成分（信号の変動成分）のみが入力される。これにより、ＡＣ成分としては、通常の信号の切り替わりと比較して十分に大きいＥＳＤによる大振幅ＡＣ信号が入ってくることになるので、基準電圧を定めずとも電圧ゼロに対して閾値以上の電圧の検出が容易になる。

以上のように、本実施形態の電子機器１は、信号を出力するＬＶＤＳ送信部１３と、この信号が入力されるＬＶＤＳ受信部２１と、ＬＶＤＳ送信部１３とＬＶＤＳ受信部２１との間をつなぐ信号線３１、３２と、を有する通信回路と、信号線３１の信号におけるノイズを検出する検出部と、ノイズが検出された信号に応じたＬＶＤＳ受信部２１からの信号の出力を禁止する除去部（論理積回路２６１、２６２及び信号保持部２１１）と、を備える。検出部は、ＬＶＤＳ送信部１３からの出力信号のノイズを検出する送信側ノイズ検出部１４と、ＬＶＤＳ受信部２１への入力信号のノイズを検出する受信側ノイズ検出部２３と、を有する。除去部は、出力信号において検出されたノイズの極性（振動の位相）と反対極性のノイズが入力信号において検出された場合に、当該検出の時点までのＬＶＤＳ受信部２１の信号の出力状態を維持する。
このように通信回路における配線両端付近の電圧の極性(位相)反転を利用して、両端での逆向きの異常電圧を検出して信号の異常を特定し、当該信号に応じた出力状態の切替を中止させる。これにより、異常信号が直接データ処理部２２などに伝わって誤動作を生じさせない。特に、この回路ではＬＶＤＳ受信部２１からの出力する信号の波形を鈍らせる要素がないので、高周波数のデジタル信号伝送において信号の判別が不能になって誤動作を生じさせるおそれがない。また、特に、上記のように基板間をまたぐ配線の場合にこのような共振及びその位相ずれがおきやすいので、効果的にノイズを除去することができる。したがって、電子機器１では、ノイズ耐性の高い高周波数信号の伝送をより適切に行って、正確な動作を維持することができる。

また、送信側ノイズ検出部１４は、出力信号に対する正の側へのノイズを検出する送信側正ノイズ検出部１４１と、出力信号に対する負の側へのノイズを検出する送信側負ノイズ検出部１４２と、を有する。受信側ノイズ検出部２３は、入力信号に対する正の側へのノイズを検出する受信側正ノイズ検出部２３１と、入力信号に対する負の側へのノイズを検出する受信側負ノイズ検出部２３２と、を有する。除去部は、送信側正ノイズ検出部１４１の出力と受信側負ノイズ検出部２３２の出力とを比較し、また、送信側負ノイズ検出部１４２の出力と受信側正ノイズ検出部２３１の出力とを比較する比較部（論理積回路２６１、２６２）を有する。このような構成により、信号線３１の両端におけるノイズの電圧位相（極性）の反転を容易かつ確実に検出することができる。

また、送信側正ノイズ検出部１４１、送信側負ノイズ検出部１４２、受信側正ノイズ検出部２３１及び受信側負ノイズ検出部２３２は、それぞれノイズの検出有無に応じたロジック信号を出力し、比較部は、送信側正ノイズ検出部１４１と受信側負ノイズ検出部２３２が同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号、及び受信側正ノイズ検出部２３１と送信側負ノイズ検出部１４２とが同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号を生成し、除去部は、これら論理積信号に基づいて（論理積信号の論理和に応じて）、ＬＶＤＳ受信部２１から出力される信号の論理反転を禁じる。
このように、上記比較として論理積をとることで、異常を生じている期間を確実に特定することができる。また、正の側と負の側の両位相で確認されるので、連続的な異常に応じた電圧異常に伴う振動を継続的に検出することができる。

また、除去部は、ＬＶＤＳ受信部２１からの指定された時点での信号の出力状態を維持する信号保持部２１１を有し、上記２つの論理積信号のうちいずれかにより同時にノイズの検出がなされた状態に変化するのに応じて、信号保持部２１１を動作させて当該動作の時点での信号の出力状態を維持し、論理積信号のいずれもがノイズを検出していない状態に変化するのに応じて、信号保持部２１１の動作を解除して、信号状態の維持を中止する。
このように、ノイズによる電圧振動が存在している間の入力信号に応じた信号の出力を禁止し、信号保持部２１１（ラッチ）などで容易に信号を一時的に維持して出力するだけで、当該ノイズの影響を除去できるので、容易な処理で負荷の上昇や遅延を生じさせずに誤動作を防止することができる。

また、送信側正ノイズ検出部１４１の出力端及び受信側負ノイズ検出部２３２の出力端から比較部（論理積回路２６２）の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成され、受信側正ノイズ検出部２３１の出力端及び送信側負ノイズ検出部１４２の出力端から比較部（論理積回路２６１）の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成されている。
信号の高速伝送、特に基板間で伝送距離が長い場合には、伝送時間の違いの影響が無視できず、タイミングがずれるので、両者の信号伝達時間が等しくなるように超整することで、論理積回路２６１、２６２からより正しいロジック信号を出力することが可能になる。

また、信号経路のうち論理積回路への入力端までの距離がより短い出力端、すなわち、受信側ノイズ検出部２３のそれぞれと入力端との間には、信号伝達時間を延長させる遅延回路２５１、２５２が設けられている。これによりあまり場所をとらずに容易に伝達時間の違いを調整することができる。

また、実施形態２の電子機器１ａのように、送信側正ノイズ検出部１４１の出力端及び受信側負ノイズ検出部２３２の出力端から比較部（論理積回路２６２）の入力端までの信号伝送距離が互いに等しく、受信側正ノイズ検出部２３１の出力端及び送信側負ノイズ検出部１４２の出力端から比較部（論理積回路２６１）の入力端までの信号伝送距離が互いに等しくてもよい。すなわち、出力配線１４３、２３４の長さを等しく、また、出力配線１４４、２３３の長さを等しくすることで、容易に信号の伝達時間を等しくすることができ、適切な論理積回路２６１、２６２の出力が得られる。

また、送信側正ノイズ検出部１４１と受信側負ノイズ検出部２３２のノイズ検出に係る閾値は、互いに等しい。また、受信側正ノイズ検出部２３１及び送信側負ノイズ検出部１４２のノイズ検出に係る閾値もこれらと等しい。よって、電圧を振動させるノイズを偏りなく継続的に検出し、適切に除去することができる。

また、通信回路は、信号線３１、３２の２本を有する。ＬＶＤＳ送信部１３は、２本の信号線３１、３２を介して差動信号を出力し、異常の検出に係る上記閾値は、差動信号の生成範囲に係る上限基準値以上の異常電圧を検出可能に定められている。
すなわち、ＬＶＤＳでは、小規模のノイズは、差分値において相殺されるので影響が生じないが、差動信号の生成範囲を超えると一方で電圧にずれが生じて相殺が効かなくなるので、この生成範囲の上限値よりも低い電圧幅で閾値が定められることで、確実にノイズを検出して異常信号を除去し、誤動作を防止することができる。

また、送信側正ノイズ検出部１４１、送信側負ノイズ検出部１４２、受信側正ノイズ検出部２３１及び受信側負ノイズ検出部２３２は、それぞれ、信号線３１に対してコンデンサー１４５、１４６、２３５、２３６を介して接続されている。これらのコンデンサー１４５、１４６、２３５、２３６がカップリングコンデンサー（高帯域通過フィルター）として機能して、ＡＣノイズのみを透過させることで、本来の信号に係るＤＣ電圧を考慮せずに容易にノイズによる電圧乱れを検出して異常信号を除去する動作を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、正ノイズと負ノイズを別個の検出器で検出して、両端の反対極性の検出器同士を論理積回路に入力させる構成で異常を検出することとしたが、位相が反転している状態の検出が可能な回路であれば、これに限られない。

また、上記実施の形態では、ＬＶＤＳのＰ信号における異常を検出したが、Ｎ信号の異常を検出してもよいし、両信号線での検出を並列に行ってもよい。また、異常の検出は、ＬＶＤＳによる信号の伝送の場合に限られず、一本の信号線に対して通常の２値信号が送信されている場合でも同様に行われてよい。これらの場合、２値信号の電圧差は適宜定められ、当該電圧差を検出するための基準値や、電圧の異常を検出するための閾値も適宜定められる。また、ＬＶＤＳの場合でも両端の基板やその距離などに応じて電圧設定が変更されてもよい。また、信号の状況によっては、中間位置でノイズによる電圧振動の節を検出するためなどに、検波器の数を４以上としてもよい。また、ＬＶＤＳは、パラレル信号をシリアル化して伝送し、伝送後にパラレル信号に戻す形態（SerDes）に限られない。例えば、１又は複数のシリアル信号の伝送に用いられてもよいし、伝送後にパラレル信号に戻さないでそのまま処理されてもよい。

また、上記実施の形態では、アクティブハイ（正論理）の構成で異常を検出して制御を行うように説明したが、アクティブロー（負論理）の構成で異常の検出及び除去の制御を行ってもよい。

また、上記実施の形態では、ラッチ回路（信号保持部２１１）でＬＶＤＳ受信部２１からの信号の出力状態を保持することとしたが、その他の構成であってもよい。また、２値化データではなく、入力電圧データであってもよいが、この場合には、電圧の保持、出力に伴う信号の遅延や鈍りが信号の伝送に影響しない構成とする。

また、電子機器１は、スキャナーに限られない。任意の電子機器であってよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、信号経路及び処理内容などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１、１ａ、１ｂ 電子機器
１０ 検出基板
１１ ＣＣＤ
１２ ＡＤＣ
１３ ＬＶＤＳ送信部
１４ 送信側ノイズ検出部
１４１ 送信側正ノイズ検出部
１４２ 送信側負ノイズ検出部
１４３、１４４ 出力配線
１４５、１４６ コンデンサー
２０ 制御基板
２１ ＬＶＤＳ受信部
２１１ 信号保持部
２２ データ処理部
２３ 受信側ノイズ検出部
２３１ 受信側正ノイズ検出部
２３２ 受信側負ノイズ検出部
２３３、２３４ 出力配線
２３５、２３６ コンデンサー
２４ 抵抗素子
２５１、２５２ 遅延回路
２６１、２６２ 論理積回路
２７ 論理和回路
３１、３２ 信号線

Claims (10)

1. 信号を出力する送信素子と、前記信号が入力される受信素子と、前記送信素子と前記受信素子との間をつなぐ信号線と、を有する通信回路と、
   前記信号線の信号におけるノイズを検出する検出部と、
   前記ノイズが検出された信号に応じた前記受信素子からの信号の出力を禁止する除去部と、
   を備え、
   前記検出部は、
   前記送信素子からの出力信号のノイズを検出する第１ノイズ検出部と、
   前記受信素子への入力信号のノイズを検出する第２ノイズ検出部と、
   を有し、
   前記除去部は、前記出力信号において検出されたノイズの極性と反対極性のノイズが前記入力信号において検出された場合に、当該検出の時点までの前記受信素子からの信号の出力状態を維持する
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記第１ノイズ検出部は、
   前記出力信号に対する正の側へのノイズを検出する第１正ノイズ検出部と、
   前記出力信号に対する負の側へのノイズを検出する第１負ノイズ検出部と、
   を有し、
   前記第２ノイズ検出部は、
   前記入力信号に対する正の側へのノイズを検出する第２正ノイズ検出部と、
   前記入力信号に対する負の側へのノイズを検出する第２負ノイズ検出部と、
   を有し、
   前記除去部は、前記第１正ノイズ検出部の出力と前記第２負ノイズ検出部の出力とを比較し、前記第１負ノイズ検出部の出力と前記第２正ノイズ検出部の出力とを比較する比較部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記第１正ノイズ検出部、前記第１負ノイズ検出部、前記第２正ノイズ検出部及び前記第２負ノイズ検出部は、それぞれノイズの検出有無に応じたロジック信号を出力し、
   前記比較部は、前記第１正ノイズ検出部と前記第２負ノイズ検出部が同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号、及び前記第２正ノイズ検出部と前記第１負ノイズ検出部とが同時にノイズを検出したか否かに応じた論理積信号を生成し、
   前記除去部は、前記論理積信号に基づいて、前記受信素子から出力される信号の論理反転を禁じる
   ことを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 前記除去部は、前記受信素子からの指定された時点での信号の出力状態を維持する保持部を有し、
   前記論理積信号のうちいずれかにより前記同時にノイズの検出がなされた状態に変化するのに応じて、前記保持部を動作させて当該動作の時点での前記信号の出力状態を維持し、
   前記論理積信号のいずれもがノイズを検出していない状態に変化するのに応じて、前記保持部の動作を解除して、前記信号の出力状態の維持を中止する
   ことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
5. 前記第１正ノイズ検出部の出力端及び前記第２負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成され、
   前記第２正ノイズ検出部の出力端及び前記第１負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝達時間が互いに等しくなるように信号経路が構成されている
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 前記信号経路のうち前記入力端までの距離がより短い前記出力端と前記入力端との間には、前記信号伝達時間を延長させる遅延素子が設けられていることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
7. 前記第１正ノイズ検出部の出力端及び前記第２負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝送距離が互いに等しく、
   前記第２正ノイズ検出部の出力端及び前記第１負ノイズ検出部の出力端から前記比較部の入力端までの信号伝送距離が互いに等しい
   ことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
8. 前記第１正ノイズ検出部のノイズ検出に係る第１閾値と、前記第２負ノイズ検出部のノイズ検出に係る第２閾値とは、前記信号における基準電圧からの電圧差の大きさが等しく、
   前記第１閾値と、前記第２正ノイズ検出部のノイズ検出に係る第３閾値とは等しく、
   前記第２閾値と、前記第２負ノイズ検出部のノイズ検出に係る第４閾値とは等しい
   ことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の電子機器。
9. 前記通信回路は、前記信号線を２本有し、
   前記送信素子は、前記２本の信号線を介して差動信号を出力し、
   前記第１閾値、前記第２閾値、前記第３閾値及び前記第４閾値は、それぞれ、前記差動信号の生成範囲に係る上限基準値以上の異常電圧を検出可能に定められている
   ことを特徴とする請求項８記載の電子機器。
10. 前記第１正ノイズ検出部、前記第１負ノイズ検出部、前記第２正ノイズ検出部及び前記第２負ノイズ検出部は、それぞれ、前記信号線に対してコンデンサーを介して接続されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載の電子機器。

Images