JP2024035398A - 通信システム、ｘ線ｃｔ装置、及び、通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減し、通信品質を向上させる。【解決手段】本実施形態に係る通信システムにおいて、送信側通信部は、固定部及び回転部の一方に配置され、複数の送信媒体が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている。受信側通信部は、固定部及び回転部の他方に配置され、複数のレーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体が周方向に間隔をあけて配置されている。信号生成部は、データを分割して、複数のレーンそれぞれに複数のチャンネルのデータを出力する。切り替え部は、複数のレーンそれぞれにおいて、信号生成部から出力された複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる。制御部は、切り替え部を制御して、受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる。【選択図】図３

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、通信システム、Ｘ線ＣＴ装置、及び、通信制御方法に関する。

近接した機器内または機器間において電磁界結合を用いて無線通信を行う通信システムが知られている。例えば、ロボットハンドやネットワークカメラ等の旋回可動部における伝送を無線化することでケーブルの摩耗低減や自由旋回を実現することができる。一方、旋回部に設置されたカメラ等で取得される画像データは、高精細化の要求に応えるため伝送すべき通信量も膨大な量となってきている。これらの膨大な通信データを、実装スペースを増やすことなく転送可能な通信データ機構が知られている。

上記通信データ機構では、回転部に円周に沿って互いに離間して配置された複数の送信媒体にデータを複数のチャンネルに分割して出力し、固定部に配置された複数のチャンネルに対応する複数の受信媒体で当該データを受信する。この場合、同時に複数のチャンネルで通信することができるので、機構的な厚みを増すことなく、また伝送速度を上げることなく、回転部と固定部との間で通信を行うことができる。しかしながら、通信データ機構の厚みを抑えるために、分割数を多くすると、隣接チャンネルからの干渉ノイズが増加する。

特許第５１２１２３６号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することで、通信品質を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

本実施形態に係る通信システムは、送信側通信部と、受信側通信部と、信号生成部と、切り替え部と、制御部と、を備える。前記送信側通信部は、固定部および回転部の一方に配置され、複数の送信媒体が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている。前記受信側通信部は、前記固定部および前記回転部の他方に配置され、複数の前記レーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体が周方向に間隔をあけて配置されている。前記信号生成部は、データを分割して、前記複数のレーンそれぞれに複数のチャンネルのデータを出力する。前記切り替え部は、前記複数のレーンそれぞれにおいて、前記信号生成部から出力された前記複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる。前記制御部は、前記切り替え部を制御して、前記受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる。

図１は、本実施形態に係る通信システムが適用されるＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る通信システムがＸ線ＣＴ装置に適用される場合の具体例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示すブロック図である。 図４Ａは、本実施形態に係る通信システムの送信側の通信装置による処理を説明するための図である。 図４Ｂは、本実施形態に係る通信システムの送信側の通信装置による処理を説明するための図である。 図５は、実施例１における通信システムによる処理として、１レーン目に２チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図６は、実施例１における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに２チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図７は、実施例２における通信システムによる処理として、１レーン目に２チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図８は、実施例２における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに２チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図９は、実施例３における通信システムによる処理として、１レーン目に３チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図１０Ａは、実施例３における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図１０Ｂは、実施例３における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図１１は、実施例４における通信システムによる処理として、１レーン目に３チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図１２Ａは、実施例４における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図１２Ｂは、実施例４における通信システムによる処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。 図１３は、実施例５における通信システムによる処理として、１レーン目に４チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図１４は、実施例６における通信システムによる処理として、１レーン目に４チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。 図１５は、本実施形態に係る通信システムの構成の他の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、通信システム、Ｘ線ＣＴ装置、及び、通信制御方法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。

本実施形態に係る通信システムは、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Computed Tomography）装置に適用される。

図１は、本実施形態に係る通信システムが適用されるＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示す図である。Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体のＣＴ画像データを収集する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１は、被検体を略中心にＸ線管及びＸ線検出器を旋回移動させ、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１は、収集した投影データに基づいて、ＣＴ画像データを生成する。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。

なお、本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。

架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、データ収集システム（Data Acquisition System：ＤＡＳ）１８と、固定フレーム１９とを有する。

Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工したフィルタである。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線を検出する検出素子を複数有する。Ｘ線検出器１２における各検出素子は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャンネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。

例えば、Ｘ線検出器１２は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、固定フレーム１９に設けられても構わない。ここで、固定フレーム１９は、回転フレーム１３を回転可能に支持するフレームであり、回転フレーム１３を回転させるための回転機構を有する。回転フレーム１３、固定フレーム１９は、それぞれ、回転部、固定部の一例である。

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行う増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。ＤＡＳ１８は、データ収集装置の一例である。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。

回転フレーム１３、及び、架台装置１０の非回転部分である固定フレーム１９には、それぞれ、通信装置が設けられている。例えば、ＤＡＳ１８が生成したデータ（収集したＸ線の信号）は、回転フレーム１３に設けられた通信装置から、無線通信によって、固定フレーム１９に設けられた通信装置に送信され、コンソール装置４０へ転送される。例えば、コンソール装置４０が送信した回転フレーム１３に対する制御信号は、固定フレーム１９に設けられた通信装置から、無線通信によって、回転フレーム１３に設けられた通信装置に送信される。なお、回転フレーム１３に設けられた通信装置と、固定フレーム１９に設けられた通信装置とは、後述する通信システム１００を構成する。

図２は、本実施形態に係る通信システムがＸ線ＣＴ装置１に適用される場合の具体例を示す図である。

図２に示す例では、架台装置１０において、送信側の通信装置として、回転フレーム１３に配置される通信装置１１１と、固定フレーム１９に配置される通信装置２１１とを有する。受信側の通信装置として、固定フレーム１９に配置される通信装置１２０と、回転フレーム１３に配置される通信装置２２０とを有する。また、架台装置１０において、固定フレーム１９から回転フレーム１３に電力や信号などを伝達することが可能なスリップリングが設けられている。送信側の通信装置１１１および受信側の通信装置１２０においては、送信されるデータ（ダウンリンクデータ）は、ＤＡＳ１８が収集したＸ線の信号である。送信側の通信装置２１１および受信側の通信装置２２０においては、送信されるデータ（アップリンクデータ）は、コンソール装置４０が送信した回転フレーム１３に対する制御信号である。

図１に戻り、制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。

寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。なお、ディスプレイ４２は、架台装置１０に設けられてもよい。また、ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

入力インターフェース４３は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インターフェース４３は、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件や、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、コンソール装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、コンソール装置４０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。

処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、システム制御機能４４０、スキャン制御機能４４１、前処理機能４４２、再構成処理機能４４３、及び、表示制御機能４４４を実行する。

システム制御機能４４０は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、処理回路４４の各種機能を制御する。

スキャン制御機能４４１は、当該被検体Ｐに対してＸ線を利用したスキャンを実行する。例えば、スキャン制御機能４４１は、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、スキャンを制御する。具体的には、スキャン制御機能４４１は、入力操作に基づいて、Ｘ線高電圧装置１４に制御信号を送信することで、高電圧発生装置からの出力電圧を制御する。また、スキャン制御機能４４１は、ＤＡＳ１８に制御信号を送信することで、ＤＡＳ１８によるデータ収集を制御する。

前処理機能４４２は、ＤＡＳ１８から送信されたＸ線検出データに対して前処理を行うことで、前処理を施したデータを生成する。具体的には、前処理機能４４２は、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、前処理を施したデータを生成する。なお、前処理前のデータ（Ｘ線検出データ）及び前処理後のデータを総称して、投影データと称する場合もある。

再構成処理機能４４３は、前処理機能４４２により生成された投影データを種々の再構成法（例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）などの逆投影法や、逐次近似法など）によって再構成することでＣＴ画像データを生成する。また、再構成処理機能４４３は、生成したＣＴ画像データをメモリ４１に格納する。

表示制御機能４４４は、処理回路４４によって生成された各種の画像をディスプレイ４２に表示させる。例えば、表示制御機能４４４は、再構成処理機能４４３によって生成されたＣＴ画像データをディスプレイ４２に表示させる。

図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）等の回路を意味する。また、「プロセッサ」という文言は、プログラマブル論理デバイス等の回路を意味する。プログラマブル論理デバイスとして、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）が挙げられる。また、プログラマブル論理デバイスとして、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））が挙げられる。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサはメモリ４１に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、メモリ４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムが直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

図３は、本実施形態に係る通信システム１００の構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態では、Ｎチャンネルに分割したデータをＭ個並列に伝送する形態について説明する。つまり、Ｎ×Ｍチャンネル分のデータが同時に伝送される。

通信システム１００は、送信側の通信装置１０１、受信側の通信装置１０２、移動制御部１０３を備える。

まず、送信側の通信装置１０１について説明する。送信側の通信装置１０１は、Ｍ×Ｎ個の送信ユニット１１２と、Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１と、終端回路（不図示）と、送信信号制御部１６０とを有する。ここで、Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１は、送信側通信部の一例である。また、長尺カプラ１１１は、送信媒体の一例である。

各送信ユニット１１２は、受信部、切り替え部、送信部等を有する。各送信ユニット１１２において、受信部は、信号生成デバイスからデータを受信する機能を有し、各種イコライザーやクロック再生機能等を有していても良い。切り替え部は、送信信号制御部１６０から制御信号に基づき、データの切り替え、または、データを保持する機能を有する。送信部は、送信信号制御部１６０からの制御信号に基づき、出力レベルを調整する機能を有する。また、エンファシス等の波形整形機能を有していてもよいし、差動バッファ構成やシングルエンドのＲＦ（Radio Frequency）用アンプの構成であっても良く、その他、分配器、ファンアウト、減衰器、増幅器、スイッチ等の組み合わせにより構成することもできる。本実施形態では、送信信号制御部１６０からの制御信号により切り替えられた信号を送信部から所望の出力形態にして出力することを想定しているが、送信部から出力された信号を送信信号制御部１６０からの制御信号により切り替える構成としても何ら問題はなく、切り替え部と送信部の順番や構成は、特に制限されない。

各送信ユニット１１２は、各長尺カプラ１１１の一方の端部（入力端）と接続され、信号生成デバイスから送信されたＮ×Ｍチャンネルのデータを各長尺カプラ１１１へ送信する。送信ユニット１１２の出力数は、長尺カプラ１１１の数に等しいが、送信ユニット１１２の数は、長尺カプラごとであっても良いし、図３のように長尺カプラ２個ごとであっても良い。なお、各長尺カプラ１１１と各送信ユニット１１２間の実効的な電気長は略等しくなるように接続される。

長尺カプラ１１１は、一般的なプリント基板材やフレキシブル基板等の導電部材で形成される。差動伝送線路の形態が好ましいが、特にその形態が限定されることは無く、例えばマイクロストリップ線路であったり、同軸構造の線路であったり、シングルエンド伝送であってもかまわない。

長尺カプラ１１１の他方の端部（出力端）には、終端回路（不図示）が設けられ、端部（出力端）まで伝搬した電気信号が、再度、入力端の方へ反射しにくい構成となっている。終端回路の構成例としては、長尺カプラ１１１の特性インピーダンスと略等しい抵抗をグランドに対して接続したものであったり、差動の特性インピーダンスと略等しい抵抗を差動伝送線路間に接続したり、テブナン終端やＴ型、Π型終端といったトポロジーの終端構造を用いても良く、特に限定されない。本実施形態では、長尺カプラ１１１は、１レーンに互いに離間された状態で２Ｎ個配置され、その構成が並列にＭレーン分配置される。

次に、受信側の通信装置１０２について説明する。受信側の通信装置１０２は、短尺カプラ１２０と受信回路１３０とをＭ×Ｎ個ずつ有する。ここで、Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０は、受信側通信部に相当する。また、短尺カプラ１２０は、受信媒体の一例である。

短尺カプラ１２０は、長尺カプラ１１１と電磁界結合することにより、送信側の通信装置１０１と受信側の通信装置１０２との間の無線通信を実現するための受信アンテナまたは、結合器として機能する。短尺カプラ１２０は、両面基板または、多層基板上の導電性部材で形成される。短尺カプラ１２０は、長尺カプラ１１１と電磁界結合により結合された状態を保つよう長尺カプラ１１１の信号の伝送方向と垂直な方向の視点からみて、少なくともその一部が長尺カプラ１１１と重なるように配置される。短尺カプラ１２０はＮ個配置ずつ各レーンに配置される。

短尺カプラ１２０は、長尺カプラ１１１の延伸方向における長さが長尺カプラ１１１よりも短く、その長さは、伝送速度や符号化の方式により決定される。短尺カプラ１２０は、一方の端部に受信回路１３０が接続され、他方の端部に終端抵抗が接続される方向性結合器であっても良いし、周囲に金属部材のグランド等が設けられていても良く、固定用の部材が配置されていても良い。

短尺カプラ１２０は、受信回路１３０と接続され、短尺カプラ１２０と受信回路１３０の接続は、半田付けや伝送線路を用いて行われる。受信回路１３０は、長尺カプラ１１１との電磁界結合により短尺カプラ１２０に生じた電圧・電流をデジタル信号に変換する機能を有する。変換手段としては、コンパレータなど各種回路があるが、その手段は特に制限されない。また、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタや、コモンモードフィルタ、ビーズなどの種々の受動部品や増幅器などの能動部品を有していても良い。

移動制御部１０３は、送信側の通信装置１０１と受信側の通信装置１０２とを長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０とが対向する位置関係を保つように支持しながら送信側の通信装置１０１と受信側の通信装置１０２とを所定方向に相対的に移動させる。例えば、移動制御部１０３は、通信装置１００を支持するレールと、レールに沿って移動させるためのモータと、モータに電力を供給する電源などにより構成される。例えば、移動制御部１０３は、Ｘ線ＣＴ装置１の回転機構に相当する。

このように、通信装置１００は、送信側の通信装置１０１及び受信側の通信装置１０２が相対的に移動しながら、長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０との電磁界結合により無線通信を行う。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る。すなわち、伝送線路間における無線通信は、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。

以上、本実施形態に係る通信システムについて説明した。このような構成のもと、本実施形態に係る通信システムは、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することで、通信品質を向上させる。

上述した通信システムでは、回転部に円周に沿って互いに離間して配置された複数の送信媒体にデータを複数のチャンネルに分割して出力し、固定部に配置された複数のチャンネルに対応する複数の受信媒体で当該データを受信する。この場合、同時に複数のチャンネルで通信することができるので、機構的な厚みを増すことなく、また伝送速度を上げることなく、回転部と固定部との間で通信を行うことができる。しかしながら、通信データ機構の厚みを抑えるために、分割数を多くすると、隣接チャンネルからの干渉ノイズが増加する。

そこで、本実施形態に係る通信システム１００では、送信側通信部（Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１）と、受信側通信部（Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０）と、信号生成部と、切り替え部と、送信信号制御部１６０とを備える。Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１は、固定部および回転部の一方に配置され、複数の送信媒体（長尺カプラ１１１）が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている。Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０は、固定部および回転部の他方に配置され、複数のレーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体（短尺カプラ１２０）が周方向に間隔をあけて配置されている。信号生成部は、データを分割して、複数（Ｍ列）のレーンそれぞれに複数（Ｎ個）のチャンネルのデータを出力する。切り替え部は、複数のレーンそれぞれにおいて、信号生成部から出力された複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる。送信信号制御部１６０は、切り替え部を制御して、受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる。

すなわち、送信信号制御部１６０は、切り替え部を制御して、受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる。あるいは、送信信号制御部１６０は、切り替え部を制御して、受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を減衰させる。あるいは、送信信号制御部１６０は、切り替え部を制御して、受信媒体との結合が他の送信媒体より強い送信媒体に出力される信号を増幅させる。

ここで、図３に示す例では、Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１は、回転部に配置され、Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０は、固定部に配置される。この場合、信号生成部は、ＤＡＳ１８、または、ＤＡＳ１８に接続される装置であり、データは、ＤＡＳ１８が収集したＸ線の信号である。

（実施例１）
まず、送信媒体（長尺カプラ１１１）と受信媒体（短尺カプラ１２０）の位置関係に応じた通信制御方法や、信号生成部、切り替え部、送信信号制御部１６０の処理について、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６を用いて説明する。

図４Ａ、図４Ｂは、実施例１における通信システム１００の送信側の通信装置１０１による処理を説明するための図である。図５は、実施例１における通信システム１００による処理として、１レーン目に２チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。図６は、実施例１における通信システム１００による処理として、４レーンそれぞれに２チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。

なお、図２に示す例では、受信側の通信装置が回転フレーム１３の内周面に配置されているが、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６に示す例では、受信側の通信装置が回転フレーム１３の外周面に配置されている。以降、受信側の通信装置が回転フレーム１３の外周面に配置されている場合を例にして説明する。

図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６に示す例では、送信側のデータを２分割（２個のチャンネル）にして、並列に４列配列した８チャンネルの通信システムの例を示す。ここで、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６に示す例では、受信媒体数ｍをｍ＝２とし、送信媒体数を２ｍ＝４としている。

図４Ａ、図４Ｂ、図５に示すように、複数のレーンそれぞれにおいて、長尺カプラ１１１は、環状に配置される。具体的には、回転部には円周方向の長さが、略等しい４つの長尺カプラ１１１が回転部の円周方向に沿って離間して配列される。この１周分の構成を１レーン分と呼ぶこととし、回転軸方向に並列に４レーン分配列される。すなわち、全部で１６個の長尺カプラ１１１が回転部に配置されている。

図４Ａ、図５、図６に示すように、１レーン目には長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１、１１１ｃ＿１、１１１ｄ＿１の４本の長尺カプラが配置される。１レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル１（ＣＨ１）、チャンネル２（ＣＨ２）の信号が、受信側の短尺カプラ１２０である短尺カプラ１２１＿１、１２２＿１に出力される。

また、図４Ｂ、図６に示すように、２レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿２、１１１ｂ＿２、１１１ｃ＿２、１１１ｄ＿２の４本の長尺カプラが配置される。２レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル３（ＣＨ３）、チャンネル４（ＣＨ４）の信号が、受信側の短尺カプラ１２０である短尺カプラ１２１＿２、１２２＿２に出力される。

また、図６に示すように、３レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿３、１１１ｂ＿３、１１１ｃ＿３、１１１ｄ＿３の４本の長尺カプラが配置される。３レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル５（ＣＨ５）、チャンネル６（ＣＨ６）の信号が、受信側の短尺カプラ１２０である短尺カプラ１２１＿３、１２２＿３に出力される。

また、図６に示すように、４レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿４、１１１ｂ＿４、１１１ｃ＿４、１１１ｄ＿４の４本の長尺カプラが配置される。４レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル７（ＣＨ７）、チャンネル８（ＣＨ８）の信号が、受信側の短尺カプラ１２０である短尺カプラ１２１＿４、１２２＿４に出力される。

長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ａ＿２、１１１ａ＿３、１１１ａ＿４は、回転軸方向に平行して配置されている。各長尺カプラ１１１は、一端が送信ユニット１１２に接続され、長尺カプラ１１１の一端に入力された電気信号は、長尺カプラ１１１の他方の端部へ伝搬される。長尺カプラ１１１の他端は、終端回路により終端されている。なお、送信ユニット１１２から各長尺カプラ１１１の端部までの伝送線路長はすべて略等しい。また、それぞれの長尺カプラ１１１は、互いに送信ユニット１１２が接続される一端同士が対向し、終端回路が接続される他端同士が対向されるように配置される。このように配置さることにより、例えば、送信ユニット１１２＿Ａと送信ユニット１１２＿Ｂから同一の電気信号が入力された場合、長尺カプラ１１１ａ＿＊と長尺カプラ１１１ｄ＿＊、長尺カプラ１１１ｂ＿＊と長尺カプラ１１１ｃ＿＊（＊は、１～４レーンを表す）の入力端、出力端での位相が揃うこととなり、回転方向に対する電気信号の位相の変化が連続的なものとすることができる。すなわち、各長尺カプラ１１１の端部での位相が連続的になるよう調整されていれば、各伝送路の長さは、特に等しくなくても良い。

固定部には、短尺カプラ１２０が設けられている。それぞれの短尺カプラ１２０は、回転部の回転中心からほぼ等距離に配置されている。１レーン目に短尺カプラ１２１＿１、１２２＿１が配置され、２レーン目に短尺カプラ１２１＿２、１２２＿２が配置され、３レーン目に短尺カプラ１２１＿３、１２２＿３が配置され、４レーン目に短尺カプラ１２１＿４、１２２＿４が配置される。

１レーン目に配置された短尺カプラ１２１＿１は、チャンネル１（ＣＨ１）及びチャンネル２（ＣＨ２）の一方の信号を受信するために間隔を空けて配置され、短尺カプラ１２２＿１は、他方の信号を受信するために間隔を空けて配置される。本実施例では、短尺カプラ１２１＿１と短尺カプラ１２２＿１は、１８０°の位置関係となる。また、２レーン目に配置された短尺カプラ１２１＿２は、チャンネル３（ＣＨ３）及びチャンネル４（ＣＨ４）の一方の信号を受信するために間隔を空けて配置され、短尺カプラ１２２＿２は、他方の信号を受信するために間隔を空けて配置される。

同様に、３レーン目に配置された短尺カプラ１２１＿３は、チャンネル５（ＣＨ５）及びチャンネル６（ＣＨ６）の一方の信号を受信するために間隔を空けて配置され、短尺カプラ１２２＿３は、他方の信号を受信するために間隔を空けて配置される。本実施例では、短尺カプラ１２１＿３と短尺カプラ１２２＿３は、１８０°の位置関係となる。また、４レーン目に配置された短尺カプラ１２１＿４は、チャンネル７（ＣＨ７）及びチャンネル８（ＣＨ８）の一方の信号を受信するために間隔を空けて配置され、短尺カプラ１２２＿４は、他方の信号を受信するために間隔を空けて配置される。

本実施例では、短尺カプラ１２１＿２と短尺カプラ１２２＿２は、１８０°の位置関係となる。この時、１レーン目に配置された短尺カプラと２レーン目に配置された短尺カプラとの位置関係は、９０°ごとになるよう配置される。つまり、回転軸方向からみた時にそれぞれの短尺カプラは、９０°ごとの間隔を空けて配置されている。また、３レーン目に配置される短尺カプラは、回転軸方向からみた時に、１レーン目の短尺カプラとほぼ重なる位置関係となる。さらに、４レーン目に配置される短尺カプラは、回転軸方向からみた時に、２レーン目の短尺カプラとほぼ重なる位置関係となる。つまり、奇数レーンに配置される短尺カプラが、０°と１８０°の位置関係であると定義すると偶数レーンに配置される短尺カプラは、９０°と２７０°の位置関係に配置される。なお、短尺カプラは、必ずしも９０°丁度に配置しなくても良い。

図６に示す例では、全てのレーンにおいて、１８０°間隔で給電（データ出力）が行われる。なお、図６において、１８０～３６０°の場合については、０～１８０°の場合と同様であるため、図示を省略している。

ここで、図４Ａ、図４Ｂに示す信号生成部１８０は、上述の信号生成デバイスであり、ＤＡＳ１８、または、ＤＡＳ１８に接続される装置に相当する。また、図４Ａに示す切り替え部１１２Ａ、１１２Ｂ、及び、図４Ｂに示す切り替え部１１２Ｃ、１１２Ｄは、送信ユニット１１２に含まれる切り替え部に相当する。図４Ａに示す切り替え部１１２Ａ、１１２Ｂは、１レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ１、ＣＨ２の信号を切り替え、図４Ｂに示す切り替え部１１２Ｃ、１１２Ｄは、２レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ３、ＣＨ４の信号を切り替える。なお、図示していないが、３、４レーン目においても、送信ユニット１１２は、１、２レーン目の切り替え部と同様の構成を有する。

信号生成部１８０は、データを分割して、４レーンそれぞれに２チャンネルのデータを出力する。送信ユニット１１２に含まれる切り替え部は、複数のレーンそれぞれにおいて、信号生成部１８０から出力された４チャンネルのデータを各長尺カプラ１１１に割り当てる。そして、切り替え部は、周方向で隣り合う２つの長尺カプラ１１１の離間部分が、当該レーンに対応する複数の短尺カプラ１２０のいずれかの短尺カプラ１２０の付近を通過する際には、当該２つの長尺カプラ１１１に送信するデータを同一チャンネルのデータに切り替える。

例えば、回転部の送信ユニット１１２は、信号生成部１８０により生成された各チャンネルの信号を個別的に受信し、これらの信号を回転角度等の回転情報に応じて送信信号制御部１６０からの制御信号ＣＴＬに応じて、切り替え部にて出力データの切り替えを行い、長尺カプラ１１１へ送信する。切り替えるタイミングは、対応する受信カプラが近接する程度に応じて種々のタイミングがある。回転情報は、回転部を回転制御したときの回転角度を表す情報であっても良いし、回転センサからの実測した回転角度情報であっても良いし、予めシステムに設定された位置関係や移動シーケンスの情報により制御を行っても構わない。

例えば、図５、図６に示す例において、０～９０°の場合では、１レーン目において、送信ユニット１１２＿Ｂから長尺カプラ１１１ａ＿１にＣＨ１の信号を送信し、送信ユニット１１２＿Ａから長尺カプラ１１１ｃ＿１にＣＨ２の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ａ＿１に対向する短尺カプラ１２１＿１でＣＨ１の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｃ＿１に対向する短尺カプラ１２２＿１でＣＨ２の信号を受信することができる。

この状態の時、例えば、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より弱い長尺カプラ１１１に出力される信号を停止させるように、信号生成部１８０（ＤＡＳ１８）および送信ユニット１１２（切り替え部１１２Ａ、１１２Ｂ）を制御する。あるいは、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より弱い長尺カプラ１１１に出力される信号を減衰させるように、送信ユニット１１２を制御する。あるいは、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より強い長尺カプラ１１１に出力される信号を増幅させるように、送信ユニット１１２を制御する。以降、送信信号制御部１６０が、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より弱い長尺カプラ１１１に出力される信号を停止させる場合について説明する。

例えば、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿１との結合が長尺カプラ１１１ａ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｂ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿１との結合が長尺カプラ１１１ｃ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｄ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

上述のように、送信ユニット１１２は、長尺カプラ１１１に出力する各電気信号の振幅を制御することができる。例えば、増幅器の増幅度や、可変減衰器による減衰量、スイッチ接続によるＯＮ／ＯＦＦの構成でもよく、逆に、短尺カプラ１２０と結合が強い長尺カプラ１１１へ入力する信号を増幅するようにしても良く、さらに各信号の増幅と減衰を同時に行ってもよい。なお、信号の制御手段は、これに限定されず、ソフトウェアによって行ってもよいし、その他のハードウェア構成によって実施してもよい。

短尺カプラ１２０で受信されたチャンネルの各信号は、各受信回路１３０で、例えば、周波数特性の補正やコモンモードノイズの除去といった種々の信号処理がされデジタル信号に変換される。

また、図５、図６に示す例において、０～９０°の場合では、２レーン目において、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ｂ＿２にＣＨ３の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｄ＿２にＣＨ４の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ｂ＿２に対向する短尺カプラ１２１＿２でＣＨ３の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｄ＿２に対向する短尺カプラ１２２＿２でＣＨ４の信号を受信することができる。この状態の時、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿２との結合が長尺カプラ１１１ｂ＿２より弱い長尺カプラ１１１ａ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２（切り替え部１１２Ｃ、１１２Ｄ）を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿２との結合が長尺カプラ１１１ｄ＿２より弱い長尺カプラ１１１ｃ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２（切り替え部１１２Ｃ、１１２Ｄ）を制御する。

上述のように、実施例１では、奇数レーンに配置される短尺カプラが、０°と１８０°の位置関係であると定義すると偶数レーンに配置される短尺カプラは、９０°と２７０°の位置関係に配置される。このため、図５、図６に示す例において、０～９０°、９０～１８０°の場合では、隣接レーンからの干渉が低減される。例えば、短尺カプラ１２２＿２は、長尺カプラ１１１ｄ＿２と電磁界結合状態であるが、隣接レーンの長尺カプラ１１１ｄ＿１と長尺カプラ１１１ｄ＿３とも少なからず電磁結合している。ただし、隣接レーンの長尺カプラ１１１ｄ＿１と長尺カプラ１１１ｄ＿３への信号が停止または、相対的に小さな振幅とされるため、干渉ノイズのレベルはほとんど無視できるレベルまで低減することができる。この干渉ノイズは空間から干渉する電磁界ノイズと、回路やグランドから干渉する伝導ノイズも含まれる。このように、隣接レーンからの干渉ノイズを低減することにより、長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０の無線通信における通信品質を向上させることができる。

また、上述のように、実施例１では、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より弱い長尺カプラ１１１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。あるいは、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より弱い長尺カプラ１１１に出力される信号を減衰させるように、送信ユニット１１２を制御する。あるいは、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２０との結合が他の長尺カプラ１１１より強い長尺カプラ１１１に出力される信号を増幅させるように、送信ユニット１１２を制御する。このため、実施例１の場合では、１レーンに２チャンネルのデータを伝送できるため、１レーンに１チャンネルのデータを伝送する場合に比べて、リング幅を１／２にすることができる上に、長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０の無線通信における通信品質を向上させることができる。

ここで、図５、図６に示す例において、０°、９０°の場合では、１レーン目において、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１にＣＨ１の信号が送信され、長尺カプラ１１１ｃ＿１、１１１ｄ＿１にＣＨ２の信号が送信される。２～４レーン目も同様である。この場合、例えば、偶数レーンの短尺カプラは、奇数レーンから電磁界結合により干渉信号が重畳することとなる。つまり、回転角度が９０°ごとに干渉レベルが低減されないが、このような回転角度は、回転方向に対して本の数～十数パーセント程度である。それ以外の回転角度では、各レーンは干渉を受けないので、干渉ノイズの影響を低減できる。

（実施例２）
図７は、実施例２における通信システム１００による処理として、１レーン目に２チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。図８は、実施例２における通信システム１００による処理として、４レーンそれぞれに２チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。実施例１では、０°、９０°の場合では、干渉ノイズが低減されないという課題があったが、実施例２では、これを解決する。

図７、図８に示す例では、実施例１と同様に、送信側のデータを２分割（２個のチャンネル）にして、並列に４列配列した８チャンネルの通信システムの例を示す。ここで、図７、図８に示す例では、受信媒体数ｍをｍ＝２とし、送信媒体数を２（ｍ＋１）＝６としている。

実施例２と実施例１の違いは、送信側に配置される長尺カプラ１１１の数である。実施例２では、１レーンに配置される長尺カプラ１１１を２個増やした構成となる。つまり、実施例１では、２×２×４の合計１６個の長尺カプラ１１１が配置されたが、実施例２では、２×３×４の合計２４個の長尺カプラ１１１が配置される。

すなわち、図７、図８に示すように、１レーン目には長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１、１１１ｃ＿１、１１１ｄ＿１、１１１ｅ＿１、１１１ｆ＿１の６本の長尺カプラが配置される。１レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ１、ＣＨ２の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿１、１２２＿１に出力される。

また、図８に示すように、２レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿２、１１１ｂ＿２、１１１ｃ＿２、１１１ｄ＿２、１１１ｅ＿２、１１１ｆ＿２の６本の長尺カプラが配置される。２レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ３、ＣＨ４の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿２、１２２＿２に出力される。

また、図８に示すように、３レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿３、１１１ｂ＿３、１１１ｃ＿３、１１１ｄ＿３、１１１ｅ＿３、１１１ｆ＿３の６本の長尺カプラが配置される。３レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル５（ＣＨ５）、チャンネル６（ＣＨ６）の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿３、１２２＿３に出力される。

また、図８に示すように、４レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿４、１１１ｂ＿４、１１１ｃ＿４、１１１ｄ＿４、１１１ｅ＿４、１１１ｆ＿４の６本の長尺カプラが配置される。４レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ７、ＣＨ８の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿４、１２２＿４に出力される。

図８に示す例では、全てのレーンにおいて、１２０°間隔で給電（データ出力）が行われる。なお、図８において、９０～１８０°、１８０～２７０°、２７０～３６０°の場合については、０～９０°の場合と同様であるため、図示を省略している。

例えば、図７、図８に示す例において、０°の場合では、１レーン目において、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１にＣＨ１の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｄ＿１、１１１ｅ＿１にＣＨ２の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１に対向する短尺カプラ１２１＿１でＣＨ１の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｄ＿１、１１１ｅ＿１に対向する短尺カプラ１２２＿１でＣＨ２の信号を受信することができる。この状態の時、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿１との結合が長尺カプラ１１１ｂ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｃ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿１との結合が長尺カプラ１１１ｅ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｆ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

ここで、２レーン目においては、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ｃ＿２にＣＨ３の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｆ＿２にＣＨ４の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ｃ＿２に対向する短尺カプラ１２１＿２でＣＨ３の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｆ＿２に対向する短尺カプラ１２２＿２でＣＨ４の信号を受信することができる。この状態の時、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿２との結合が長尺カプラ１１１ｂ＿２、１１１ｄ＿２より弱い長尺カプラ１１１ｃ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿２との結合が長尺カプラ１１１ｆ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｅ＿１、１１１ａ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

３、４レーン目においても、送信信号制御部１６０は、各長尺カプラ１１１と各短尺カプラ１２０において互いの結合が弱い長尺カプラ１１１へ入力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。また、図７、図８に示す例において、０～６０°、６０°、６０～９０°の場合についても、同様に、送信信号制御部１６０は、各長尺カプラ１１１と各短尺カプラ１２０において互いの結合が弱い長尺カプラ１１１へ入力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

このように、実施例２では、偶数レーンと奇数レーンが排他的に給電されるので、隣接レーンからの干渉が無い。実施例２の場合では、どのような回転角度においても、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することが可能となり、長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０の無線通信における通信品質を向上させることができる。

（実施例３）
図９は、実施例３における通信システム１００による処理として、１レーン目に３チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。図１０Ａ、図１０Ｂは、実施例３における通信システム１００による処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。

図９、図１０Ａ、図１０Ｂに示す例では、送信側のデータを３分割（３個のチャンネル）にして、並列に４列配列した１２チャンネルの通信システムの例を示す。ここで、図９、図１０Ａ、図１０Ｂに示す例では、受信媒体数ｍをｍ＝３とし、送信媒体数を２ｍ＝６としている。

ここで、実施例１、２では、奇数レーンに配置される短尺カプラが、０°と１８０°の位置関係であると定義すると偶数レーンに配置される短尺カプラは、９０°と２７０°の位置関係に配置される。一方、実施例３では、奇数レーンに配置される短尺カプラが、１２０°間隔で配置され、偶数レーンに配置される短尺カプラは、奇数レーンに対して６０°ずれて配置されている。

図１０Ａ、図１０Ｂに示す例では、全てのレーンにおいて、１２０°間隔で給電（データ出力）が行われる。なお、図１０Ａ、図１０Ｂにおいて、１２０～２４０°、２４０～３６０°の場合については、０～１２０°の場合と同様であるため、図示を省略している。

ここで、図９、図１０Ａ、図１０Ｂに示す例において、０°、６０°の場合では、例えば、偶数レーンの短尺カプラは、奇数レーンから電磁界結合により干渉信号が重畳することとなる。つまり、回転角度が６０°ごとに干渉レベルが低減されないが、このような回転角度は、回転方向に対して本の数～十数パーセント程度である。それ以外の回転角度では、各レーンは干渉を受けないので、干渉ノイズの影響を低減できる。

（実施例４）
図１１は、実施例４における通信システム１００による処理として、１レーン目に３チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。図１２Ａ、図１２Ｂは、実施例４における通信システム１００による処理として、４レーンそれぞれに３チャンネルのデータを伝送するときの説明図である。

図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示す例では、実施例３と同様に、送信側のデータを３分割（３個のチャンネル）にして、並列に４列配列した１２チャンネルの通信システムの例を示す。ここで、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示す例では、受信媒体数ｍをｍ＝３とし、送信媒体数を２（ｍ＋１）＝８としている。

ここで、実施例４では、実施例３と同様に、奇数レーンに配置される短尺カプラが、１２０°間隔で配置され、偶数レーンに配置される短尺カプラは、奇数レーンに対して６０°ずれて配置されている。

実施例４と実施例３の違いは、送信側に配置される長尺カプラ１１１の数である。実施例４では、１レーンに配置される長尺カプラ１１１を２個増やした構成となる。

すなわち、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、１レーン目には長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１、１１１ｃ＿１、１１１ｄ＿１、１１１ｅ＿１、１１１ｆ＿１、１１１ｇ＿１、１１１ｈ＿１の８本の長尺カプラが配置される。１レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ１、ＣＨ２の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿１、１２２＿１に出力される。

また、図８に示すように、２レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿２、１１１ｂ＿２、１１１ｃ＿２、１１１ｄ＿２、１１１ｅ＿２、１１１ｆ＿２、１１１ｇ＿２、１１１ｈ＿２の８本の長尺カプラが配置される。２レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ３、ＣＨ４の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿２、１２２＿２に出力される。

また、図８に示すように、３レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿３、１１１ｂ＿３、１１１ｃ＿３、１１１ｄ＿３、１１１ｅ＿３、１１１ｆ＿３、１１１ｇ＿３、１１１ｈ＿３の８本の長尺カプラが配置される。３レーン目において、送信側のデータとしてチャンネル５（ＣＨ５）、チャンネル６（ＣＨ６）の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿３、１２２＿３に出力される。

また、図８に示すように、４レーン目には、長尺カプラ１１１ａ＿４、１１１ｂ＿４、１１１ｃ＿４、１１１ｄ＿４、１１１ｅ＿４、１１１ｆ＿４、１１１ｇ＿４、１１１ｈ＿４の８本の長尺カプラが配置される。４レーン目において、送信側のデータとしてＣＨ７、ＣＨ８の信号が、受信側の短尺カプラ１２１＿４、１２２＿４に出力される。

図１２Ａ、図１２Ｂに示す例では、全てのレーンにおいて、９０°間隔で給電（データ出力）が行われる。なお、図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、１２０～２４０°、２４０～３６０°の場合については、０～１２０°の場合と同様であるため、図示を省略している。

例えば、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示す例において、０°の場合では、１レーン目において、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１にＣＨ１の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｄ＿１にＣＨ２の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｇ＿１にＣＨ３の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ａ＿１、１１１ｂ＿１に対向する短尺カプラ１２１＿１でＣＨ１の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｄ＿１に対向する短尺カプラ１２２＿１でＣＨ２の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｇ＿１に対向する短尺カプラ１２３＿１でＣＨ３の信号を受信することができる。この状態の時、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿１との結合が長尺カプラ１１１ｂ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｃ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿１との結合が長尺カプラ１１１ｄ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｅ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。更に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２３＿１との結合が長尺カプラ１１１ｇ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｈ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

ここで、２レーン目においては、送信ユニット１１２から、長尺カプラ１１１ｃ＿２にＣＨ４の信号を送信し、長尺カプラ１１１ｅ＿２、１１１ｆ＿２にＣＨ５の信号を送信するようにし、長尺カプラ１１１ｈ＿２にＣＨ６の信号を送信するようにする。このように送信することで、長尺カプラ１１１ｃ＿２に対向する短尺カプラ１２１＿２でＣＨ４の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｅ＿２、１１１ｆ＿２に対向する短尺カプラ１２２＿２でＣＨ５の信号を受信することができ、長尺カプラ１１１ｈ＿２に対向する短尺カプラ１２３＿２でＣＨ６の信号を受信することができる。この状態の時、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２１＿２との結合が長尺カプラ１１１ｃ＿２より弱い長尺カプラ１１１ｂ＿１、１１１ｄ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。同様に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２２＿２との結合が長尺カプラ１１１ｅ＿１、１１１ｆ＿１より弱い長尺カプラ１１１ｇ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。更に、送信信号制御部１６０は、短尺カプラ１２３＿２との結合が長尺カプラ１１１ｈ＿１より弱い長尺カプラ１１１ａ＿１に出力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

３、４レーン目においても、送信信号制御部１６０は、各長尺カプラ１１１と各短尺カプラ１２０において互いの結合が弱い長尺カプラ１１１へ入力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。また、図１１、図１２Ａ、図１２Ｂに示す例において、０～６０°、６０°、６０～９０°の場合についても、同様に、送信信号制御部１６０は、各長尺カプラ１１１と各短尺カプラ１２０において互いの結合が弱い長尺カプラ１１１へ入力される信号を停止させるように、送信ユニット１１２を制御する。

このように、実施例４の場合では、１レーンに３チャンネルのデータを伝送できるため、１レーンに１チャンネルのデータを伝送する場合に比べて、リング幅を１／３にすることができる上に、どのような回転角度においても、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することが可能となり、長尺カプラ１１１と短尺カプラ１２０の無線通信における通信品質を向上させることができる。

（実施例５）
図１３は、実施例５における通信システム１００による処理として、１レーン目に４チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。

実施例５では、奇数レーンに配置される短尺カプラが、９０°間隔で配置され、偶数レーンに配置される短尺カプラは、奇数レーンに対して４５°ずれて配置されている。また、全てのレーンにおいて、９０°間隔で給電（データ出力）が行われる。

ここで、実施例５の場合では、４チャンネルのデータを伝送できるため、１レーンに１チャンネルのデータを伝送する場合に比べて、リング幅を１／４にすることができるが、０°、４５°の場合では、例えば、偶数レーンの短尺カプラは、奇数レーンから電磁界結合により干渉信号が重畳することとなる。つまり、回転角度が４５°ごとに干渉レベルが低減されないが、このような回転角度は、回転方向に対して本の数～十数パーセント程度である。それ以外の回転角度では、各レーンは干渉を受けないので、干渉ノイズの影響を低減できる。

（実施例６）
図１４は、実施例６における通信システム１００による処理として、１レーン目に４チャンネルのデータを伝送するときの概念図である。

実施例６では、実施例５と同様に、奇数レーンに配置される短尺カプラが、９０°間隔で配置され、偶数レーンに配置される短尺カプラは、奇数レーンに対して４５°ずれて配置されている。また、全てのレーンにおいて、７２°間隔で給電（データ出力）が行われる。

ここで、実施例６の場合では、どのような回転角度においても隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することが可能となる。

上述した実施例２、４、６の場合、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することが可能なことが分かる。すなわち、実施例１～６の場合を考慮すると、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することができる条件は、以下のようになる。

複数のレーンそれぞれに対して信号生成部１８０から出力されるデータのチャンネル数をＮとした場合、各レーンには、Ｎ個の受信媒体（短尺カプラ１２０）が周方向に等間隔で配置される。偶数レーンにおけるＮ個の受信媒体は、奇数レーンにおけるＮ個の受信媒体に対して、相対的に「１８０／Ｎ」度ずれて配置され、複数のレーンそれぞれにおいて、送信媒体（長尺カプラ１１１）は、「３６０／２Ｎ」度の間隔で配置される、または、「３６０／｛２（Ｎ＋１）｝」度の間隔で配置される。

図１５は、本実施形態に係る通信システム１００の構成の他の一例を示すブロック図である。

図１５に示す例では、図３に示す例とは逆に、長尺カプラ１１１が受信媒体であり、短尺カプラ１２０が送信媒体である。すなわち、図１５に示す例では、送信側通信部（Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１）は、固定部に配置され、受信側通信部（Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０）は、回転部に配置される。この場合、信号生成部１８０は、Ｘ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０、または、コンソール装置４０に接続される装置であり、データは、コンソール装置４０が送信した回転部に対する制御信号である。

なお、上述した実施形態では、図３に示す例、図１５に示す例に限定されない。

例えば、送信側通信部（Ｍ×２Ｎ個の長尺カプラ１１１）として、回転部に配置される第一送信側通信部と、固定部に配置される第二送信側通信部とを有し、受信側通信部（Ｍ×Ｎ個の短尺カプラ１２０）として、固定部に配置される第一受信側通信部と、回転部に配置される第二受信側通信部とを有する。この場合、第一送信側通信部および第一受信側通信部においては、信号生成部１８０は、ＤＡＳ１８、または、ＤＡＳ１８に接続される装置であり、データは、ＤＡＳ１８が収集したＸ線の信号である。第二送信側通信部および第二受信側通信部においては、信号生成部１８０は、Ｘ線ＣＴ装置１のコンソール装置４０、または、コンソール装置４０に接続される装置であり、データは、コンソール装置４０が送信した回転部に対する制御信号である。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、同時に複数チャンネルで通信する際に、隣接チャンネルからの干渉ノイズを低減することで、通信品質を向上させることができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ 通信システム
１０１ 送信側の通信装置
１１１ 長尺カプラ
１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ 切り替え部
１０２ 受信側の通信装置
１２０ 短尺カプラ
１６０ 送信信号制御部
１８０ 信号生成部

Claims (10)

1. 固定部および回転部の一方に配置され、複数の送信媒体が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている送信側通信部と、
   前記固定部および前記回転部の他方に配置され、複数の前記レーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体が周方向に間隔をあけて配置されている受信側通信部と、
   データを分割して、前記複数のレーンそれぞれに複数のチャンネルのデータを出力する信号生成部と、
   前記複数のレーンそれぞれにおいて、前記信号生成部から出力された前記複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる切り替え部と、
   前記切り替え部を制御して、前記受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる制御部と、
   を備える通信システム。
2. 前記複数のレーンそれぞれに対して前記信号生成部から出力されるデータのチャンネル数をＮとした場合、
   各レーンには、Ｎ個の受信媒体が周方向に等間隔で配置され、
   偶数レーンにおけるＮ個の受信媒体は、奇数レーンにおけるＮ個の受信媒体に対して、相対的に「１８０／Ｎ」度ずれて配置され、
   前記複数のレーンそれぞれにおいて、送信媒体は、「３６０／２Ｎ」度の間隔で配置される、または、「３６０／｛２（Ｎ＋１）｝」度の間隔で配置される、
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記切り替え部を含む送信ユニット、
   をさらに備え、
   前記送信ユニットは、分配器、ファンアウト、減衰器、増幅器およびスイッチの少なくとも２つにより構成されている、
   請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記複数のレーンそれぞれにおいて、前記複数の送信媒体は、環状に配置される、
   請求項１または２に記載の通信システム。
5. 前記回転部は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が検出したＸ線の信号を収集するデータ収集装置とを有し、
   前記固定部は、前記回転部を回転させるための回転機構を有する、
   請求項１または２に記載の通信システム。
6. 前記送信側通信部は、前記回転部に配置され、
   前記受信側通信部は、前記固定部に配置され、
   前記信号生成部は、データ収集装置、または、データ収集装置に接続される装置であり、
   前記データは、前記データ収集装置が収集したＸ線の信号である、
   請求項５に記載の通信システム。
7. 前記送信側通信部は、前記固定部に配置され、
   前記受信側通信部は、前記回転部に配置され、
   前記信号生成部は、Ｘ線ＣＴ装置のコンソール装置、または、コンソール装置に接続される装置であり、
   前記データは、前記コンソール装置が送信した前記回転部に対する制御信号である、
   請求項５に記載の通信システム。
8. 前記送信側通信部として、前記回転部に配置される第一送信側通信部と、前記固定部に配置される第二送信側通信部とを有し、
   前記受信側通信部として、前記固定部に配置される第一受信側通信部と、前記回転部に配置される第二受信側通信部とを有し、
   前記第一送信側通信部および前記第一受信側通信部においては、
   前記信号生成部は、データ収集装置、または、データ収集装置に接続される装置であり、
   前記データは、前記データ収集装置が収集したＸ線の信号であり、
   前記第二送信側通信部および前記第二受信側通信部においては、
   前記信号生成部は、Ｘ線ＣＴ装置のコンソール装置、または、コンソール装置に接続される装置であり、
   前記データは、前記コンソール装置が送信した前記回転部に対する制御信号である、
   請求項５に記載の通信システム。
9. Ｘ線管と、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器が検出したＸ線の信号を収集するデータ収集装置とを有する回転部と、
   前記回転部を回転させるための回転機構を有する固定部と、
   前記固定部および前記回転部の一方に配置され、複数の送信媒体が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている送信側通信部と、
   前記固定部および前記回転部の他方に配置され、複数の前記レーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体が周方向に間隔をあけて配置されている受信側通信部と、
   データを分割して、前記複数のレーンそれぞれに複数のチャンネルのデータを出力する信号生成部と、
   前記複数のレーンそれぞれにおいて、前記信号生成部から出力された前記複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる切り替え部と、
   前記切り替え部を制御して、前記受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる制御部と、
   を備えるＸ線ＣＴ装置。
10. 固定部および回転部の一方に配置され、複数の送信媒体が周方向に沿って互いに離間して配置されているレーンが、軸方向に沿って複数配列されている送信側通信部と、前記固定部および前記回転部の他方に配置され、複数の前記レーンそれぞれに対応して、複数の受信媒体が周方向に間隔をあけて配置されている受信側通信部と、データを分割して、前記複数のレーンそれぞれに複数のチャンネルのデータを出力する信号生成部と、前記複数のレーンそれぞれにおいて、前記信号生成部から出力された前記複数のチャンネルのデータを各送信媒体に割り当てる切り替え部と、を備える通信システムに適用される通信制御方法であって、
    前記切り替え部を制御して、前記受信媒体との結合が他の送信媒体より弱い送信媒体に出力される信号を停止させる、または、相対的に減衰させる、
    通信制御方法。

Images