撮像装置
【課題】固体撮像装置を移動させる振れ補正機能を持つ撮像装置において、固体撮像装置を搭載した撮像基板と他基板間で電気配線によらずにミリ波で信号伝送を行なう。
【解決手段】固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ａとの間で信号伝送を行なうメイン基板６０２Ａに第１通信装置を構成する半導体チップ１０３を搭載し、撮像基板５０２Ａに第２通信装置を構成する半導体チップ２０３を搭載する。撮像基板５０２Ａの周囲には振れ補正駆動部５１０を配置する。メイン基板６０２Ａには制御信号生成部や画像処理部が収容された画像処理エンジン６０５も搭載する。半導体チップ１０３，２０３は、ベースバンド信号をミリ波信号生成部でミリ波に変換し、アンテナ１３６，２３６でミリ波信号伝送路９に結合させ、また、ミリ波信号伝送路９を介して伝送されたミリ波をアンテナ１３６，２３６で受信し、ベースバンド信号生成部でベースバンド信号に戻す。
【解決手段】固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ａとの間で信号伝送を行なうメイン基板６０２Ａに第１通信装置を構成する半導体チップ１０３を搭載し、撮像基板５０２Ａに第２通信装置を構成する半導体チップ２０３を搭載する。撮像基板５０２Ａの周囲には振れ補正駆動部５１０を配置する。メイン基板６０２Ａには制御信号生成部や画像処理部が収容された画像処理エンジン６０５も搭載する。半導体チップ１０３，２０３は、ベースバンド信号をミリ波信号生成部でミリ波に変換し、アンテナ１３６，２３６でミリ波信号伝送路９に結合させ、また、ミリ波信号伝送路９を介して伝送されたミリ波をアンテナ１３６，２３６で受信し、ベースバンド信号生成部でベースバンド信号に戻す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。より詳細には、固体撮像装置（撮像素子）を移動させて振れ補正を行なう機能を持つ撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置（たとえばデジタルカメラ）において、操作者の手振れや操作者と撮像装置を一体とした振動などにより、撮影画像に乱れが発生する。たとえば、一眼レフタイプのデジタルカメラでは、撮影準備段階ではレンズを通った画像は主ミラーで反射し、カメラ上部のペンタプリズム部にある焦点板に結像し、使用者は焦点が合っているかを確認する。続いて撮影段階に移行すると主ミラーが光路から退避し、レンズを通った画像は固体撮像装置上に結像し記録される。すなわち、使用者は撮影段階においては直接固体撮像装置上で焦点が合っているかを確認することができず、万が一、固体撮像装置の光軸方向の位置が不安定だった場合は、焦点の合っていない画像を撮影することになる。
【０００３】
そこで、撮像装置において、このような撮影画像の乱れを抑制するため振れ補正機構（一般に手振れ補正機構と称される）として、たとえば、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう仕組みが知られている（特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０９１９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２４１８号公報
【０００５】
特許文献１の振れ補正機構では、固体撮像装置を搭載した基板（撮像基板と称する）と制御回路を搭載する基板（メイン基板と称する）をケーブルやフレキシブルプリント配線で接続している。信号伝送には、たとえばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）を用いることが知られている。
【０００６】
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、ＬＶＤＳでは、消費電力の増加、反射などによる信号歪みの影響の増加、不要輻射の増加、などの点で、限界に達してきている。
【０００７】
伝送データの大容量化・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容量や速度を落とすことが考えられる。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などが求められる。また、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。
【０００８】
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。
【０００９】
これに対して、特許文献２には、撮像基板とメイン基板間との間で行なわれる一部の信号の送受信を無線で行なうことによりケーブルを最小限にする仕組みを提案している。たとえば、特許文献２では、撮像基板とメイン基板との間のデジタル信号に変換された画像信号を無線伝送の対象にしている。無線通信方式としては、発光部と受光部との間で光を介して通信を行なう仕組み（請求項３〜５：光学的通信方式）と、送信部と受信部との間で電磁波を介して通信を行なう仕組み（請求項６：電磁波を変調する方式）の２つを提案している。
【００１０】
光を介した通信では、赤外ＬＥＤや赤外半導体レーザなどの発光素子を用いてＩｒＤＡが定めたＩｒＤＡ規格を適用することが提案されている。電磁波を介した通信では、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇなどを適用することや、これらの規格を簡略化した方式を適用することが提案されている。
【００１１】
また、特許文献２では、撮像基板が移動することに対応する仕組みが提案されている。たとえば、光学的通信方式では、撮像基板上の発光部が移動しても受光部が受光できるよう受光範囲の広い受光素子を選定することや、送信部の移動範囲と対向する位置に複数個の受光素子を配置することで、移動中に通信を行なうことが提案されている（段落５３）。また、振れ補正後に発光部と受光部が対向する位置まで撮像基板を移動させることが提案されている（段落６５）。また、移動中に通信を行なうのではなく、移動後、固定してから通信を行なうことで確実に通信可能にすることが提案されている（請求項５）。
【００１２】
電磁波を変調する方式では、受信部と送信部を互いに対向することなく配置できるので移動中の通信が基本的には可能であるが、振れ補正用の駆動系の電磁波ノイズの影響を減らすために、振れ補正の動作を停止させた後に通信を行なうことが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献２の仕組みは、電気配線を無線化して伝送する手法であり、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し得ると思われる。
【００１４】
しかしながら、特許文献２の仕組みでは、たとえば、次のような難点がある。
【００１５】
１）赤外ＬＥＤを用いる方式では帯域が狭く高速通信に向かないし、赤外半導体レーザは高速であるが位置合わせ精度が必要になる。また、これらはシリコン系の半導体集積回路と１チップ化できず高コストになる。
【００１６】
２）２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を適用したのでは、搬送周波数が低く、たと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など、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干渉し易いという問題点もある。また、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で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。
【００１７】
３）光学的通信方式および電磁波を変調する方式において、固体撮像装置を所定位置に固定してから通信を行なう場合には、その制御が必要であり、時間的な制約が発生する。
【００１８】
４）電源や高速制御信号は無線通信では伝送できないものとして扱い、弾性変形可能な帯状の部材で形成されたケーブルで接続している。電気配線数を少なくはできるけれども、ケーブル接続やコネクタ接続を踏襲せざるを得ないのが実情である。
【００１９】
なお、ここで示す特許文献２における問題は一例であり、後述のように、その他の問題もあることを付言しておく。
【００２０】
このように、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう機能を持つ撮像装置において、特許文献２に記載の仕組みを適用したのでは、依然として解決しなければならない難点がある。
【００２１】
本発明は、固体撮像装置を移動させる振れ補正機能を持つ撮像装置において、特許文献２の仕組みの問題点の少なくとも１つを解消しつつ、固体撮像装置を搭載した基板と他の基板の間の伝送対象の信号（全てとは限らない）を、電気配線によらずに伝送することのできる新たな仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一態様においては、第１の通信装置が搭載された第１の基板と、固体撮像装置と第２の通信装置が搭載され第１の基板との間で信号伝送を行なう第２の基板を備えるものとする。筐体の振れを検出しその検出結果に基づいて第１の基板を光軸に垂直な面内で移動させて振れ補正を行なう振れ補正部と、第１の通信装置と第２の通信装置の間でミリ波帯での情報伝送が可能なミリ波信号伝送路を備えるものとする。
【００２３】
第１の通信装置（第１のミリ波伝送装置）と第２の通信装置（第２のミリ波伝送装置）で、撮像装置内に、無線伝送装置（システム）を構成する。そして、比較的近距離に配置された第１の通信装置と第２の通信装置の間では、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ようにする。本発明の「無線伝送」とは、伝送対象の信号を電気配線ではなくミリ波で伝送することを意味する。
【００２４】
「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。本例の場合、撮像装置において、固体撮像装置が搭載された第２の基板と他の基板（第１の基板）との間でのミリ波信号伝送が該当する。
【００２５】
ミリ波信号伝送路を挟んで設けられる各通信装置においては、送信部と受信部が対となって組み合わされて配置される。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。たとえば、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の通信装置に送信部が配置され第２の通信装置に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の通信装置に送信部が配置され第１の通信装置に受信部が配置される。
【００２６】
たとえば、固体撮像装置で取得された撮像信号のみを伝送する場合であれば、第２の基板側を送信側とし第１の基板側を受信側とすればよい。固体撮像装置を制御するための信号（たとえば高速のマスタークロック信号や制御信号や同期信号）をのみを伝送する場合であれば、第１の基板側を送信側とし第２の基板側を受信側とすればよい。
【００２７】
送信部は、たとえば、伝送対象の信号を信号処理してミリ波の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の信号に変換する信号変換部）と、ミリ波の信号を伝送する伝送路（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の信号を結合させる送信側の信号結合部を備えるものとする。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。
【００２８】
たとえば、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の信号を生成する。原理的には、伝送対象の信号をダイレクトにミリ波の信号に変換することも考えられる。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の信号をミリ波信号伝送路に供給する。
【００２９】
一方、受信部は、たとえば、ミリ波信号伝送路を介して伝送されてきたミリ波の信号を受信する受信側の信号結合部と、受信側の信号結合部により受信されたミリ波の信号（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）を生成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。たとえば、受信側の信号生成部は復調回路を有し、ミリ波の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、ミリ波の信号からダイレクトに伝送対象の信号に変換することも考えられる。
【００３０】
つまり、第１の基板と第２の基板との間の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、ミリ波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）ようにする。好ましくは、少なくとも信号伝送（特に高速伝送が要求される撮像信号や高速のマスタークロック信号）に関しては、ミリ波信号により伝送するようにする。要するに、基板間において電気配線によって行なわれていた信号伝送をミリ波信号により行なうものである。ミリ波帯で信号伝送を行なうことで、Ｇｂｐｓオーダーの高速信号伝送を実現することができるようになるし、ミリ波信号の及ぶ範囲を容易に制限でき（その理由は実施形態で説明する）、この性質に起因する効果も得られる。
【００３１】
固体撮像装置を制御するための制御信号や同期信号などの高速伝送が要求されないものに関しても、ミリ波信号による通信インタフェースにより接点レスやケーブルレスで伝送するようにしてもよい。
【００３２】
つまり、本発明の一態様においては、振れ補正機能付きの撮像装置において、固体撮像装置が搭載された第２の基板と画像処理部や信号生成部などが搭載された第１の基板との間の撮像信号や固体撮像装置を制御するための各種の信号の伝送にミリ波信号伝送を用いるものである。
【００３３】
好ましくは、第２の基板側で使用する電力に関しても無線による伝送を行なうとよい。無線による電力伝送としてはたとえば、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採り得るが、好ましくは共鳴方式（特に磁場の共鳴現象を利用する方式）を採用するのがよい。
【００３４】
ここで、各信号結合部は、第１の通信装置と第２の通信装置がミリ波信号伝送路を介してミリ波の信号が伝送可能となるようにするものであればよい。たとえばアンテナ構造（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あってもよい。
【００３５】
「ミリ波の信号を伝送するミリ波信号伝送路」は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つものがよい。その性質を積極的に利用することで、たとえば電気配線のようにミリ波信号伝送路の引回しを任意に確定することができる。
【００３６】
このような構造のものとしては、たとえば、ミリ波信号伝送可能な誘電体素材で構成されたもの（誘電体伝送路やミリ波誘電体内伝送路と称する）や、伝送路を構成し、かつ、ミリ波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ミリ波信号伝送路の引回しが可能となる。
【００３７】
因みに、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。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一態様によれば、特許文献２の仕組みの問題点を解消しつつ、振れ補正機能の実現のために移動される撮像基板（第２の基板）と他の基板（第１の基板）の間で、電気配線によらずに、信号伝送を実現できる。一方向または双方向に、ミリ波の信号で、簡単かつ安価な構成で、通信装置間（つまり基板間）の信号インタフェースを構築できる。
【００３９】
信号伝送にミリ波帯を使用するので、光を使用する場合の問題は起きないし、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の電磁波を変調する方式の問題は起きないなど、特許文献２の仕組みの問題点を解消することができる。
【００４０】
たとえば、ミリ波帯を使用するので、近傍の他の電気配線に対して妨害を与えずに済み、電気配線（たとえばフレキシブルプリント配線）を使ったときのようなＥＭＣ対策の必要性が低くなる。
【００４１】
また、ミリ波帯を使用するので、電気配線（たと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にも簡単に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図１Ａ】第１実施形態の無線伝送システムにおける信号の多重化を説明する図である。
【図２】比較例の信号伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図３】第２実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図４】第３実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図４Ａ】空間分割多重の適正条件を説明する図である。
【図５】第４実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図６】第５実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図７】変調機能部および復調機能部の第１例を説明する図である。
【図８】変調機能部とその周辺回路の第２例を説明する図である。
【図９】復調機能部とその周辺回路の第２例を説明する図である。
【図１０】注入同期の位相関係を説明する図である。
【図１１】多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。
【図１２】本実施形態のミリ波伝送構造に対する比較例を説明する図である。
【図１２Ａ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その１）である。
【図１２Ｂ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その２）である。
【図１２Ｃ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その３）である。
【図１２Ｄ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その４）である。
【図１３】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その１）である。
【図１３Ａ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その２）である。
【図１３Ｂ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，Ｃ，…などのように大文字の英語の参照子を付して記載する。また、適宜、各機能要素を細分化して区別するべく参照子“_@”を付して記載することもある。特に区別しないで説明する際にはこれら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。
【００４４】
説明は以下の順序で行なう。
１．無線伝送システム：第１実施形態（高速信号をミリ波伝送）
２．無線伝送システム：第２実施形態（低速信号もミリ波伝送）
３．無線伝送システム：第３実施形態（空間分割多重）
４．無線伝送システム：第４実施形態（第２実施形態＋電力も無線伝送）
５．無線伝送システム：第５実施形態（第３実施形態＋電力も無線伝送）
６．変調と復調：第１例
７．変調と復調：第２例
８．多チャネル化と注入同期の関係
９．撮像装置におけるミリ波伝送構造：第１例（単一の伝送チャネル）
10．撮像装置におけるミリ波伝送構造：第２例（複数の伝送チャネル）
【００４５】
＜無線伝送システム：第１実施形態＞
図１〜図２は、第１実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図１は、第１実施形態の無線伝送システム１Ａの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。図１Ａは、第１実施形態の無線伝送システム１Ａにおける信号の多重化を説明する図である。図２は、比較例の信号伝送システム１Ｚの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【００４６】
［機能構成：第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の無線伝送システム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がミリ波信号伝送路９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ている。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ようにする。
【００４７】
通信装置１００，２００の組合せとしては、本実施形態においては、固体撮像装置を移動させる振れ補正機能を持つ撮像装置における撮像基板（第２の基板）との間で信号伝送を行なう他の基板（第１の基板）間の信号伝送への適用例を考える。他の基板としては、たとえば、撮像基板に搭載された固体撮像装置で得られた撮像信号を処理する画像処理部が搭載されたものや、撮像基板に搭載された固体撮像装置を制御するための信号を生成する制御信号生成部が搭載されたものが該当する。以下では、一例として画像処理部と制御信号生成部が同一の基板（メイン基板）に搭載されるものとして説明するが、このことは必須ではない。
【００４８】
第１通信装置１００Ａにはミリ波帯通信可能な半導体チップ１０３が設けられ、第２通信装置２００Ａにもミリ波帯通信可能な半導体チップ２０３が設けられている。
【００４９】
第１実施形態は、ミリ波帯での通信の対象となる信号を、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など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、従前と同様に、基板間を電気配線で接続をとるようにする。なお、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。
【００５０】
ミリ波信号への変換対象とする高速性や大容量性が求められるデータとしては、撮像装置における撮像基板とメイン基板間の信号伝送への適用例である本実施形態においては、たとえば、固体撮像装置で取得される撮像信号や撮像基板に供給される高速のマスタークロック信号などが該当する。高速のマスタークロック信号は、固体撮像装置を制御するための信号の一例である。撮像信号やマスタークロック信号を、搬送周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の信号に変換して高速に伝送することでミリ波伝送システムを構築する。
【００５１】
［第１通信装置］
第１通信装置１００Ａは、基板１０２上に、ミリ波帯通信可能な半導体チップ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）を一体化したシステムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）である。図示しないが、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７を一体化しない構成にしてもよい。別体にした場合には、その間の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。別体にする場合には、２つのチップ（ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７との間）を近距離に配置して、ワイヤーボンディング長を極力短く配線することで悪影響を低減するようにすることが好ましい。
【００５２】
信号生成部１０７と伝送路結合部１０８はデータの双方向性を持つ構成にする。このため、信号生成部１０７には送信側の信号生成部と受信側の信号生成部を設ける。伝送路結合部１０８は、送信側と受信側に各別に設けてもよいが、ここでは送受信に兼用されるものとする。
【００５３】
なお、第１実施形態の「双方向通信」は、ミリ波の伝送チャネルであるミリ波信号伝送路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と、周波数分割多重（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex ：図１Ａ）などが適用される。
【００５４】
時分割多重の場合、送信と受信の分離を時分割で行なうので、第１通信装置１００Ａから第２通信装置２００Ａへの信号伝送と第２通信装置２００Ａから第１通信装置１００Ａへの信号伝送を同時に行なう「双方向通信の同時性（一芯同時双方向伝送）」は実現されず、一芯同時双方向伝送は、周波数分割多重で実現される。しかし、周波数分割多重は、図１Ａ（１）に示すように、送信と受信に異なった周波数を用いるので、ミリ波信号伝送路９の伝送帯域幅を広くする必要がある。
【００５５】
半導体チップ１０３を直接に基板１０２上に搭載するのではなく、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３を搭載し、半導体チップ１０３を樹脂（たとえばエポキシ樹脂など）でモールドした半導体パッケージを基板１０２上に搭載するようにしてもよい。すなわち、インターポーザ基板はチップ実装用の基板をなし、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３が設けられる。インターポーザ基板には、一定範囲（２〜１０程度）の比誘電率を有したたとえば熱強化樹脂と銅箔を組み合わせたシート部材を使用すればよい。
【００５６】
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、たとえば、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などを具備するアンテナ構造が適用される。なお、アンテナをチップに直接に形成する技術を適用することで、伝送路結合部１０８も半導体チップ１０３に組み込むようにすることもできる。
【００５７】
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、たとえば、相手方（本例では撮像基板）に送信したい各種の信号を処理する回路や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。撮像装置への適用例である本実施形態の場合、たとえば制御回路や画像処理回路などが収容される。
【００５８】
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、ミリ波信号伝送路９を介した信号伝送制御を行なう。
【００５９】
具体的には、信号生成部１０７は、送信側信号生成部１１０および受信側信号生成部１２０を有する。送信側信号生成部１１０と伝送路結合部１０８で送信部が構成され、受信側信号生成部１２０と伝送路結合部１０８で受信部が構成される。
【００６０】
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。なお、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。
【００６１】
受信側信号生成部１２０は、伝送路結合部１０８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１２４、周波数変換部１２５、復調部１２６、シリアルパラレル変換部１２７、単一化処理部１２８を有する。周波数変換部１２５と復調部１２６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。
【００６２】
パラレルシリアル変換部１１４とシリアルパラレル変換部１２７は、本実施形態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ものである場合に備えられ、シリアルインタフェース仕様のものである場合は不要である。
【００６３】
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、符号分割多重など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。第１実施形態の場合、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。
【００６４】
なお、時分割多重や符号分割多重の場合には、多重化処理部１１３はパラレルシリアル変換部１１４の前段に設けられ、１系統の信号に纏めてパラレルシリアル変換部１１４に供給すればよい。時分割多重の場合、複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ１）について時間を細かく区切ってパラレルシリアル変換部１１４に供給する切替スイッチを設ければよい。この多重化処理部１１３に対応して、第２通信装置２００側には、１系統に纏められている信号をＮ１系統の信号に戻す単一化処理部２２８が設けられる。
【００６５】
一方、周波数分割多重の場合には、図１Ａ（２）に示すように、それぞれ異なる周波数帯域Ｆ_@の範囲の周波数に変換してミリ波の信号を生成する必要がある。このため、たとえば、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を複数種の信号_@の別に設け、各増幅部１１７の後段に多重化処理部１１３として加算処理部を設けるとよい。そして、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_N1 のミリ波の電気信号を伝送路結合部１０８に供給するようにすればよい。
【００６６】
図１Ａ（２）から分かるように、複数系統の信号を周波数分割多重で１系統に纏める周波数分割多重では伝送帯域幅を広くする必要がある。送信（図の例では送信側信号生成部１１０側から受信側信号生成部２２０への系統）と受信（図の例では送信側信号生成部２１０側から受信側信号生成部１２０への系統）に異なった周波数を用いる場合は、図１Ａ（３），図１Ａ（４）に示すように、伝送帯域幅を一層広くする必要がある。
【００６７】
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。変調部１１５としては、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。たとえば、アナログ変調方式であれば、たとえば、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、たとえば、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。
【００６８】
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３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ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、第１実施形態の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３０ＧＨｚに限定されず、上限は３００ＧＨｚに限定されないことに基づく。
【００６９】
周波数変換部１１６としては様々な回路構成を採り得るが、たとえば、混合回路（ミキサー回路）と局部発振器とを備えた構成を採用すればよい。局部発振器は、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。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器が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部１１７に供給する。
【００７０】
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。
【００７１】
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ミリ波信号伝送路９に送信するとともに、ミリ波信号伝送路９からミリ波の信号を受信して受信側信号生成部１２０に出力する。
【００７２】
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）の一例または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、チップ内また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ミリ波信号伝送路を信号結合する部分をいう。
【００７３】
たとえば、アンテナ結合部は、少なくともアンテナ構造を備える。また、時分割多重で送受信を行なう場合には、伝送路結合部１０８にアンテナ切替部（アンテナ共用器）を設ける。
【００７４】
アンテナ構造は、ミリ波信号伝送路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ミリ波信号伝送路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。たとえば、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。アンテナ切替部を同一のチップ内に形成する場合は、アンテナ切替部を除いたアンテナ端子とマイクロストリップ線路が伝送路結合部１０８を構成するようになる。
【００７５】
アンテナは、ミリ波の信号の波長λに基づく長さ（たとえば６００μｍ程度）を有したアンテナ部材で構成され、ミリ波信号伝送路９に結合される。アンテナは、パッチアンテナの他に、プローブアンテナ（ダイポールなど）、ループアンテナ、小型アパーチャ結合素子（スロットアンテナなど）などが使用される。
【００７６】
第１通信装置１００Ａ側のアンテナと第２通信装置２００Ａ側のアンテナとが対向配置される場合は無指向性のものでよい。平面的にズレて配置される場合には指向性を有するものとするか、または反射部材を利用して進行方向を基板の厚さ方向から平面方向に変化させる、平面方向に進行させる誘電体伝送路を設けるなどの工夫をするのがよい。
【００７７】
送信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９に輻射する。また、受信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９から受信する。マイクロストリップ線路は、アンテナ端子とアンテナとの間を接続し、送信側のミリ波の信号をアンテナ端子からアンテナへ伝送し、また、受信側のミリ波の信号をアンテナからアンテナ端子へ伝送する。
【００７８】
アンテナ切替部はアンテナを送受信で共用する場合に用いられる。たとえば、ミリ波の信号を相手方である第２通信装置２００Ａ側に送信するときは、アンテナ切替部がアンテナを送信側信号生成部１１０に接続する。また、相手方である第２通信装置２００Ａ側からのミリ波の信号を受信するときは、アンテナ切替部がアンテナを受信側信号生成部１２０に接続する。アンテナ切替部は半導体チップ１０３と別にして基板１０２上に設けているが、これに限られることはなく、半導体チップ１０３内に設けてもよい。送信用と受信用のアンテナを別々に設ける場合はアンテナ切替部を省略できる。
【００７９】
ミリ波の伝搬路であるミリ波信号伝送路９は、自由空間伝送路でもよいが、好ましくは、導波管、伝送線路、誘電体線路、誘電体内などの導波構造で構成し、ミリ波帯域の電磁波を効率よく伝送させる特性を有するものとする。たとえば、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にするとよい。
【００８０】
「一定範囲」は、誘電体素材の比誘電率や誘電正接が、本実施形態の効果を得られる程度の範囲であればよく、その限りにおいて予め決められた値のものとすればよい。つまり、誘電体素材は、本実施形態の効果が得られる程度の特性を持つミリ波を伝送可能なものであればよい。誘電体素材そのものだけで決められず伝送路長やミリ波の周波数とも関係するので必ずしも明確に定められるものではないが、一例としては、次のようにする。
【００８１】
誘電体伝送路内にミリ波の信号を高速に伝送させるためには、誘電体素材の比誘電率は２〜１０（好ましくは３〜６）程度とし、その誘電正接は０．００００１〜０．０１（好ましくは０．００００１〜０．００１）程度とすることが望ましい。このような条件を満たす誘電体素材としては、たとえば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系、ポリイミド系、シアノアクリレート樹脂系からなるものが使用できる。誘電体素材の比誘電率とその誘電正接のこのような範囲は、特段の断りのない限り、本実施形態で同様である。なお、ミリ波信号を伝送路に閉じ込める構成のミリ波信号伝送路９としては、誘電体伝送路の他に、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。遮蔽材は、金属部材などの導電体のものとすることで、導電体でない場合よりも確実に遮蔽ができる。
【００８２】
伝送路結合部１０８には受信側信号生成部１２０が接続される。受信側信号生成部１２０の増幅部１２４は、伝送路結合部１０８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１２５に供給する。周波数変換部１２５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１２６に供給する。復調部１２６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１２７に供給する。
【００８３】
シリアルパラレル変換部１２７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１２８に供給する。
【００８４】
単一化処理部１２８は、送信側信号生成部２１０の多重化処理部２１３と対応するものである。たとえば、多重化処理部２１３は、多重化処理部１１３と同様に、ＬＳＩ機能部２０４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（Ｎ２とする、Ｎ１との異同は不問）ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重など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。このような信号を第２通信装置２００から受信したとき、単一化処理部１２８は、多重化処理部１１３に対応する単一化処理部２２８と同様に、１系統に纏められている信号を複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ２）に分離する。第１実施形態の場合、たとえば、１系統の信号に纏められているＮ２本のデータ信号を各別に分離してＬＳＩ機能部１０４に供給する。
【００８５】
なお、第２通信装置２００Ａにおいて、ＬＳＩ機能部２０４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（Ｎ２）ある場合、送信側信号生成部２１０において、周波数分割多重により１系統に纏められている場合がある。この場合には、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_N2 のミリ波の電気信号を受信して周波数帯域Ｆ_@別に処理する必要がある。このため、増幅部１２４、周波数変換部１２５、復調部１２６、シリアルパラレル変換部１２７を複数種の信号_@の別に設け、各増幅部１２４の前段に単一化処理部１２８として周波数分離部を設けるとよい（図１Ａ（２）を参照）。そして、分離後の各周波数帯域Ｆ_@のミリ波の電気信号を対応する周波数帯域Ｆ_@の系統に供給するようにすればよい。
【００８６】
このように半導体チップ１０３を構成すると、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、また半導体チップ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。
【００８７】
なお、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には、パラレルシリアル変換部１１４およびシリアルパラレル変換部１２７を設けなくてもよい。
【００８８】
［第２通信装置］
第２通信装置２００Ａは、たとえば多重化処理部１１３との関係で単一化処理部２２８について既に説明し、また、単一化処理部１２８との関係で多重化処理部２１３について既に説明したように、その他についても、概ね第１通信装置１００Ａと同様の機能構成を備える。各機能部には２００番台の参照子を付し、第１通信装置１００Ａと同様・類似の機能部には第１通信装置１００Ａと同一の１０番台および１番台の参照子を付す。送信側信号生成部２１０と伝送路結合部２０８で送信部が構成され、受信側信号生成部２２０と伝送路結合部２０８で受信部が構成される。
【００８９】
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、たとえば、相手方（本例ではメイン基板）に送信したい各種の信号を処理する回路や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。撮像装置への適用例である本実施形態の場合、たとえば固体撮像装置や撮像駆動部などが収容される。
【００９０】
ここで、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、α）どこまで通信できるか（熱雑音に対してのＳ／Ｎの問題）、β）反射やマルチパスにどう対応するか、γ）妨害や他チャンネルとの干渉をどう抑えるかなど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などが用いられている。これに対して、本実施形態で使用する信号生成部１０７，２０７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などの使用周波数に比べて、より高い周波数帯のミリ波帯で使用され、波長λが短いため、周波数の再利用がし易く、近傍で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。
【００９１】
［接続と動作：第１実施形態］
第１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。たとえば、第１実施形態では、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、通信装置１００，２００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。
【００９２】
信号生成部１０７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には、たとえば、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、スロットラインなど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を介してミリ波信号伝送路９に供給される。
【００９３】
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はミリ波信号伝送路９と結合されており、ミリ波信号伝送路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。ミリ波信号伝送路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。ミリ波信号伝送路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、ミリ波信号伝送路９にはミリ波帯の電磁波が伝搬するようになる。
【００９４】
ミリ波信号伝送路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、ミリ波信号伝送路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、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。
【００９５】
たとえば、第１通信装置１００Ａが搭載されるメイン基板上の制御回路で生成された高周波のマスタークロック信号がミリ波に変換されて、ミリ波信号伝送路９を介して、第２通信装置２００Ａが搭載されている撮像基板に伝送される。第２通信装置２００Ａは、ミリ波を元のマスタークロック信号に変換して、マスタークロック信号に基づき、固体撮像装置を駆動する信号を生成する。
【００９６】
ここでは第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。たとえば、第２通信装置２００Ａが搭載される撮像基板上の固体撮像装置で得られた撮像信号がミリ波に変換されて、ミリ波信号伝送路９を介して、第１通信装置１００Ａが搭載されているメイン基板に伝送される。第１通信装置１００Ａは、ミリ波を元の撮像信号に変換して、記録や表示用の画像信号を取得する。
【００９７】
［機能構成：比較例］
図２に示すように、比較例の信号伝送システム１Ｚは、第１装置１００Ｚと第２装置２００Ｚが電気的インタフェース９Ｚを介して結合され信号伝送を行なうように構成されている。第１装置１００Ｚには電気配線を介して信号伝送可能な半導体チップ１０３Ｚが設けられ、第２装置２００Ｚにも電気配線を介して信号伝送可能な半導体チップ２０３Ｚが設けられている。第１実施形態のミリ波信号伝送路９を電気的インタフェース９Ｚに置き換えた構成である。
【００９８】
電気配線を介して信号伝送を行なうため、第１装置１００Ｚには信号生成部１０７および伝送路結合部１０８に代えて電気信号変換部１０７Ｚが設けられ、第２装置２００Ｚには信号生成部２０７および伝送路結合部２０８に代えて電気信号変換部２０７Ｚが設けられている。
【００９９】
第１装置１００Ｚにおいて、電気信号変換部１０７Ｚは、ＬＳＩ機能部１０４に対し、電気的インタフェース９Ｚを介した電気信号伝送制御を行なう。一方、第２装置２００Ｚにおいて、電気信号変換部２０７Ｚは、電気的インタフェース９Ｚを介してアクセスされ、ＬＳＩ機能部１０４側から送信されたデータを得る。
【０１００】
ここで、電気的インタフェース９Ｚを採用する比較例の信号伝送システム１Ｚでは、次のような問題がある。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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ことが考えられる。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、コネクタ部や電気的インタフェース９Ｚの物理サイズの増大などが求められ、それらの形状が複雑化し、これらの信頼性が低下し、コストが増大するなどの問題が起こる。
【０１０３】
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。たとえば、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。また、配線のインピーダンスの不整合などによる反射や共振によるものも不要輻射の原因となる。共振や反射があると、それは放射を伴い易く、ＥＭＩ（電磁誘導障害）の問題も深刻となる。このような問題を対策するために、撮像装置の構成が複雑化する。
【０１０４】
iv）ＥＭＣやＥＭＩ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。
【０１０５】
これに対して、第１実施形態の無線伝送システム１Ａは、比較例の電気信号変換部１０７Ｚ，２０７Ｚを、信号生成部１０７，２０７と伝送路結合部１０８，２０８に置き換えることで、電気配線ではなくミリ波で信号伝送を行なうようにしている。ＬＳＩ機能部１０４からＬＳＩ機能部２０４に対する信号は、ミリ波信号に変換され、ミリ波信号は伝送路結合部１０８，２０８間をミリ波信号伝送路９を介して伝送する。
【０１０６】
無線伝送のため、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やＥＭＩの問題から解消される。一般に、通信装置１００，２００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やＥＭＩの対策が容易に実現できる。
【０１０７】
また、第１通信装置１００と第２通信装置２００を近接した状態での無線伝送であり、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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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９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。
【０１１０】
３）無線伝送を管理するコントローラ（本例ではＬＳＩ機能部１０４）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、小型、低消費電力、高速化が可能になる。
【０１１１】
４）製造時や設計時に無線伝送環境を校正し、個体のばらつきなどを把握すれば、そのデータを参照して伝送することでより高品位の通信が可能になる。
【０１１２】
５）反射が存在していても、固定の反射であるので、小さい等価器（等化器）で容易にその影響を受信側で除去できる。等価器の設定も、プリセットや静的な制御で可能であり、実現が容易である。
【０１１３】
また、ミリ波通信であることで、次のような利点が得られる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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く、後述の空間分割多重を実現し易い。
【０１１６】
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。
【０１１７】
ｄ）通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐため、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）などが用いられ、回路規模が大きくなる。しかしながら、ミリ波では（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）、ミリ波は容易に遮蔽でき、外部に漏れないようにでき、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。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（詳細は後述する）を採用するのが好適である。
【０１１８】
＜無線伝送システム：第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図３は、第２実施形態の無線伝送システム１Ｂの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【０１１９】
第２実施形態は、高速性や大容量性が求められる信号に加えて、その他の低速・小容量で十分な信号も、ミリ波帯での通信の対象となる信号とし、電源に関してのみミリ波信号への変換対象としない。その他の低速・小容量で十分な信号としては、撮像装置への適用例である本実施形態では、撮像基板側へ送られる制御信号や水平・垂直同期信号などが該当する。制御信号や水平・垂直同期信号は、固体撮像装置を制御するための信号の一例である。
【０１２０】
第２実施形態の仕組みによれば、電源を除いて、全ての信号がミリ波で伝送される。ミリ波信号への変換対象としない電源については、前述の比較例と同様に、ＬＳＩ機能部１０４，２０４（基板）間で電気配線により接続をとるようにする。
【０１２１】
機能構成的には、ミリ波信号への変換対象とする信号が第１実施形態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。
【０１２２】
＜無線伝送システム：第３実施形態＞
図４〜図４Ａは、第３実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図４は、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。図４Ａは、「空間分割多重」の適正条件を説明する図である。
【０１２３】
第３実施形態は、複数組の伝送路結合部１０８，２０８の対を用いることで、複数系統のミリ波信号伝送路９を備える点に特徴を有する。複数系統のミリ波信号伝送路９は、空間的に干渉しないように設置され、同一周波数で同一時間に通信を行なうことができるものとする。本実施形態では、このような仕組みを空間分割多重と称する。伝送チャネルの多チャネル化を図る際に、空間分割多重を適用しない場合は周波数分割多重を適用して各チャネルでは異なる搬送周波数を使用することが必要になるが、空間分割多重を適用すれば、同一の搬送周波数でも干渉の影響を受けずに伝送できるようになる。
【０１２４】
「空間分割多重」とは、ミリ波信号（電磁波）を伝送可能な３次元空間において、複数系統のミリ波信号伝送路９を形成するものであればよく、自由空間中に複数系統のミリ波信号伝送路９を構成することに限定されない。たとえば、ミリ波信号（電磁波）を伝送可能な３次元空間が誘電体素材（有体物）から構成されている場合に、その誘電体素材中に複数系統のミリ波信号伝送路９を形成するものでもよい。また、複数系統のミリ波信号伝送路９のそれぞれも、自由空間であることに限定されず、誘電体伝送路や中空導波路などの形態を採ってよい。
【０１２５】
空間分割多重では、同一周波数帯域を同一時間に使用することができるため、通信速度を増加できるし、また、第１通信装置１００Ｃから第２通信装置２００ＣへのＮ１チャネル分の信号伝送と、第２通信装置２００Ｃから第１通信装置１００ＣへのＮ２チャネル分の信号伝送を同時に行なう双方向通信の同時性を担保できる。特に、ミリ波は、波長が短く距離による減衰効果を期待でき、小さいオフセット（伝送チャネルの空間距離が小さい場合）でも干渉が起き難く、場所により異なった伝搬チャネルを実現し易い。
【０１２６】
図４に示すように、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃは、ミリ波伝送端子、ミリ波伝送線路、アンテナなどを具備する伝送路結合部１０８，２０８を「Ｎ１＋Ｎ２」系統有するとともに、ミリ波信号伝送路９を「Ｎ１＋Ｎ２」系統有する。それぞれには、参照子“_@”（＠は１〜Ｎ１＋Ｎ２）を付す。これにより、送受信に対するミリ波伝送を独立して行なう全二重の伝送方式が実現できる。
【０１２７】
第１通信装置１００Ｃは、多重化処理部１１３および単一化処理部１２８を取り外し、第２通信装置２００Ｃは、多重化処理部２１３および単一化処理部２２８を取り外している。この例では、電源供給を除く全ての信号をミリ波で伝送する対象にしている。なお、図１Ａ（２）に示した周波数分割多重と似通っているが、送信側信号生成部１１０および受信側信号生成部２２０はＮ１系統分が設けられ、送信側信号生成部２１０および受信側信号生成部１２０はＮ２系統分が設けられることになる。
【０１２８】
各系統の搬送周波数は同一でもよいし異なっていてもよい。たとえば、誘電体伝送路や中空導波路の場合はミリ波が内部に閉じこめられるのでミリ波干渉を防ぐことができ、同一周波数でも全く問題ない。自由空間伝送路の場合は、自由空間伝送路同士がある程度隔てられていれば同一でも問題ないが、近距離の場合には異なっていた方がよい。
【０１２９】
たとえば、図４Ａ（１）に示すように、自由空間の伝播損失Ｌは、距離をｄ、波長をλとして“Ｌ［ｄＢ］＝１０ｌｏｇ10（（４πｄ／λ）2）…（Ａ）”で表すことができる。
【０１３０】
図４Ａに示すように、空間分割多重の通信を２種類考える。図では送信器を「ＴＸ」、受信器を「ＲＸ」で示している。参照子「_100」は第１通信装置１００側であり、参照子「_200」は第２通信装置２００側である。図４Ａ（２）は、第１通信装置１００に、２系統の送信器ＴＸ_100_1，ＴＸ_100_2を備え、第２通信装置２００に、２系統の受信器ＲＸ_200_1，ＲＸ_200_2を備える。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が送信器ＴＸ_100_1と受信器ＲＸ_200_1の間および送信器ＴＸ_100_2と受信器ＲＸ_200_2の間で行なわれる。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が２系統で行なわれる態様である。
【０１３１】
一方、図４Ａ（３）は、第１通信装置１００に、送信器ＴＸ_100と受信器ＲＸ_100を備え、第２通信装置２００に、送信器ＴＸ_200と受信器ＲＸ_200を備える。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が送信器ＴＸ_100と受信器ＲＸ_200の間で行なわれ、第２通信装置２００側から第１通信装置１００側への信号伝送が送信器ＴＸ_200と受信器ＲＸ_100の間で行なわれる。送信用と受信用に別の通信チャネルを使用する考え方で、同時に双方からデータの送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）が可能な全二重通信（Full Duplex ）の態様である。
【０１３２】
ここで、指向性のないアンテナを使用して、必要ＤＵ［ｄＢ］（所望波と不要波の比）を得るために必要なアンテナ間距離ｄ1と空間的なチャネル間隔（具体的には自由空間伝送路９Ｂの離隔距離）ｄ2の関係は、式（Ａ）より、“ｄ2／ｄ1＝１０(DU/20)…（Ｂ）”となる。
【０１３３】
たとえば、ＤＵ＝２０ｄＢの場合は、ｄ2／ｄ1＝１０となり、ｄ2はｄ1の１０倍必要となる。通常は、アンテナにある程度の指向性があるため、自由空間伝送路９Ｂの場合であっても、ｄ2をもっと短く設定することができる。
【０１３４】
たとえば、通信相手のアンテナとの距離が近ければ、各アンテナの送信電力は低く抑えることができる。送信電力が十分低く、アンテナ対同士が十分離れた位置に設置できれば、アンテナ対の間での干渉は十分低く抑えることができる。特に、ミリ波通信では、ミリ波の波長が短いため、距離減衰が大きく回折も少ないため、空間分割多重を実現し易い。たとえば、自由空間伝送路９Ｂであっても、空間的なチャネル間隔（自由空間伝送路９Ｂの離隔距離）ｄ2を、アンテナ間距離ｄ1の１０倍よりも少なく設定することができる。
【０１３５】
ミリ波閉込め構造を持つ誘電体伝送路や中空導波路の場合、内部にミリ波を閉じこめて伝送できるので、空間的なチャネル間隔（自由空間伝送路の離隔距離）ｄ2を、アンテナ間距離ｄ1の１０倍よりも少なくでき、特に、自由空間伝送路９Ｂとの対比ではチャネル間隔をより近接させることができる。
【０１３６】
たとえば、双方向通信を実現するには、空間分割多重の他に、第１実施形態で説明したように時分割多重を行なう方式や周波数分割多重などが考えられる。
【０１３７】
第１実施形態では、１系統のミリ波信号伝送路９を有し、データ送受信を実現する方式として、時分割多重により送受信を切り替える半二重方式、周波数分割多重により送受信を同時に行なう全二重方式の何れかが採用される。
【０１３８】
ただし、時分割多重の場合は、送信と受信とを並行して行なうことができないという問題がある。また、図１Ａに示したように、周波数分割多重の場合は、ミリ波信号伝送路９の帯域幅を広くしなければならないという問題がある。
【０１３９】
これに対して、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃでは、複数の信号伝送系統（複数チャネル）において、搬送周波数の設定を同一にでき、搬送周波数の再利用（複数チャネルで同一周波数を使用すること）が容易になる。ミリ波信号伝送路９の帯域幅を広くしなくても信号の送受信を同時に実現できる。また、同方向に複数の伝送チャネルを使用して、同一周波数帯域を同一時間に使用すると通信速度の増加が可能となる。
【０１４０】
Ｎ種（Ｎ＝Ｎ１＝Ｎ２）のベースバンド信号に対してミリ波信号伝送路９がＮ系統の場合に、双方向の送受信を行なうには、送受信に関して時分割多重や周波数分割多重を適用すればよい。また、２Ｎ系統のミリ波信号伝送路９を使用すれば、双方向の送受信に関しても別系統のミリ波信号伝送路９を使用した（全て独立の伝送路を使用した）伝送を行なうことができる。つまり、ミリ波帯での通信の対象となる信号がＮ種ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などの多重化処理を行なわなくても、それらを２Ｎ系統の各別のミリ波信号伝送路９で伝送することもできる。
【０１４１】
＜無線伝送システム：第４実施形態＞
図５は、第４実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図５は、第４実施形態の無線伝送システム１Ｄの信号インタフェースを機能構成面から説明する図であり、第２実施形態に対する変形例である。
【０１４２】
第４実施形態の無線伝送システム１Ｄでは、高速性や大容量性が求められる信号やその他の低速・小容量で十分なものをミリ波で伝送する第２実施形態をベースに、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２００Ｄが搭載される撮像基板側で使用する電力を無線により第１通信装置１００Ｄから供給する仕組みを追加している。
【０１４３】
第１通信装置１００Ｄは、第２通信装置２００Ｄにて使用される電力を無線で供給する電力供給部１７４を備える。電力供給部１７４の仕組みについては後述する。
【０１４４】
第２通信装置２００Ｄは、第１通信装置１００Ｄ側から無線で伝送されてきた電力を受け取る電力受取部２７８を備える。電力受取部２７８の仕組み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２００Ｄ側で使用する電源電圧を生成し、それを半導体チップ２０３などに供給する。
【０１４５】
機能構成的には、電力も無線で伝送する点が第２実施形態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。電力伝送を無線で実現する仕組みとしては、たとえば、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採用する。この方法を用いれば、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、ケーブルレスのシステム構成にできる。電源を含む全ての信号を、第１通信装置１００Ｄから第２通信装置２００Ｄへ無線で伝送できるようになる。図５は、磁場による共鳴方式を採用した構成で示している。
【０１４６】
たとえば、電磁誘導方式は、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、共振および平滑用のコンデンサなどを設ける。たとえば、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
電磁誘導方式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。電磁誘導方式は。伝送可能な電力が大きいが、前述のように送受間を近接（たとえば１ｃｍ以下）させる必要がある。
【０１４９】
電波受信方式は、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（たと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（たとえばショットキーダイオード）を使用するのが好ましい。なお、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方式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（たと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。
【０１５０】
共鳴方式は、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、電磁波でなく電場また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のである。
【０１５１】
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。たとえば、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。
【０１５２】
図５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）の双方には、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。たとえば、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方式と似通ってはいるが、電力供給部１７４と電力受取部２７８の間を電磁誘導方式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。
【０１５３】
共鳴方式の場合は、電場、磁場の何れの共鳴現象を利用するかに拘らず、電磁場の波長λとアンテナとなる部品の寸法（電場では誘電体の円板の半径、磁場ではループの半径）、送電可能な最大距離（アンテナ間距離Ｄ）がおおよそ比例する。換言すると、振動させる周波数と同じ周波数の電磁波の波長λ、アンテナ間距離Ｄ、アンテナ半径ｒの比をほぼ一定に保つことが肝要となる。また、近接場での共鳴現象であるため、波長λはアンテナ間距離Ｄよりも十分に大きくし、アンテナ半径ｒはアンテナ間距離Ｄより小さ過ぎないようにすることが肝要となる。
【０１５４】
電場の共鳴方式は、磁場よりも送電距離が短く、発熱が少ないが、障害物があると電磁波による損失が大きくなる。磁場の共鳴方式は、人間などの誘電体の静電容量の影響を受けず、電磁波による損失が少なく、電場よりも送電距離が長い。電場の共鳴方式の場合は、ミリ波帯よりも低周波を使用する場合は回路基板側で使用している信号との干渉（ＥＭＩ）を考慮する必要があるし、また、ミリ波帯を使用する場合は信号に関してのミリ波信号伝送との間での干渉を考慮する必要がある。磁場の共鳴方式の場合は、基本的に電磁波でのエネルギ流出は少ないし、波長もミリ波帯と異なるようにできるので、回路基板側やミリ波信号伝送との間での干渉問題から解放される。
【０１５５】
基本的には、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れも本実施形態に採用し得るのであるが、本実施形態では、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方式を採用している。たとえば、電磁誘導方式の電力供給効率は、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。本実施形態のように、振れ補正機能を持つ撮像装置への適用を考えた場合、撮像基板と他の基板の相対位置が振れ補正機能により変動するので、電磁誘導方式の採用は難点がある。電波受信方式や電場による共鳴方式ではＥＭＩ（干渉）を考慮する必要がある。その点、磁場による共鳴方式では、これらの問題から解放される。
【０１５６】
なお、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の各方式については、たとえば、下記の参考文献１，２を参照するとよい。
参照文献１：“Ｃｏｖｅｒ Ｓｔｏｒｙ 特集 ついに電源もワイヤレス”、日経エレクトロニクス２００７年３月２６日号、日経ＢＰ社、ｐ９８−１１３
参照文献２：“論文 電力を無線伝送する技術を開発，実験で６０Ｗの電球を点灯”、日経エレクトロニクス２００７年１２月３日号、日経ＢＰ社、ｐ１１７−１２８
【０１５７】
＜無線伝送システム：第５実施形態＞
図６は、第５実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図６は、第５実施形態の無線伝送システム１Ｅの信号インタフェースを機能構成面から説明する図であり、第５実施形態に対する変形例である。
【０１５８】
第５実施形態は、第３実施形態の仕組みをベースにして、さらに、パワー伝送を要する電源に関しても無線で伝送する点に特徴を有する。つまり、第２通信装置２００Ｅが搭載される撮像基板側で使用する電力を無線により第１通信装置１００Ｅから供給する仕組みを追加している。電源、つまり電力を無線で伝送する仕組みは、第４実施形態で説明したように、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採用する。ここでも、第４実施形態と同様に、磁場による共鳴方式を採用した構成で示している。
【０１５９】
第１通信装置１００Ｅは、第２通信装置２００Ｅにて使用される電力を無線で供給する電力供給部１７４を備える。電力供給部１７４としては、磁場による共鳴方式を採用するべく、ＬＣ共振器を有する。
【０１６０】
第２通信装置２００Ｅは、第１通信装置１００Ｅ側から無線で伝送されてきた電力を受け取る電力受取部２７８を備える。電力受取部２７８としては、磁場による共鳴方式を採用するべく、ＬＣ共振器を有する。
【０１６１】
機能構成的には、電力伝送の系統と信号伝送の系統を備える点が第３実施形態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。この方法を用いれば、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、ケーブルレスのシステム構成にできる。
【０１６２】
＜変調および復調：第１例＞
図７は、通信処理系統における変調機能部および復調機能部の第１例を説明する図である。
【０１６３】
［変調機能部：第１例］
図７（１）には、送信側に設けられる第１例の変調機能部８３００Ｘの構成が示されている。伝送対象の信号（たとえば１２ビットの画像信号）はパラレルシリアル変換部１１４により、高速なシリアル・データ系列に変換され変調機能部８３００Ｘに供給される。
【０１６４】
変調機能部８３００Ｘとしては、変調方式に応じて様々な回路構成を採り得るが、たとえば、振幅や位相を変調する方式であれば、周波数混合部８３０２と送信側局部発振部８３０４を備えた構成を採用すればよい。
【０１６５】
送信側局部発振部８３０４（第１の搬送信号生成部）は、変調に用いる搬送信号（変調搬送信号）を生成する。周波数混合部８３０２（第１の周波数変換部）は、パラレルシリアル変換部８１１４（パラレルシリアル変換部１１４と対応）からの信号で送信側局部発振部８３０４が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部８１１７（増幅部１１７と対応）に供給する。変調信号は増幅部８１１７で増幅されアンテナ８１３６から放射される。
【０１６６】
［復調機能部：第１例］
図７（２）には、受信側に設けられる第１例の復調機能部８４００Ｘの構成が示されている。復調機能部８４００Ｘは、送信側の変調方式に応じた範囲で様々な回路構成を採用し得るが、ここでは、変調機能部８３００Ｘの前記の説明と対応するように、振幅や位相が変調されている方式の場合で説明する。
【０１６７】
第１例の復調機能部８４００Ｘは、２入力型の周波数混合部８４０２（ミキサー回路）を備え、受信したミリ波信号（の包絡線）振幅の二乗に比例した検波出力を得る自乗検波回路を用いる。なお、自乗検波回路に代えて自乗特性を有しない単純な包絡線検波回路を使用することも考えられる。図示した例では、周波数混合部８４０２の後段にフィルタ処理部８４１０とクロック再生部８４２０（ＣＤＲ：クロック・データ・リカバリ ／Clock Data Recovery）とシリアルパラレル変換部８１２７（Ｓ−Ｐ：シリアルパラレル変換部１２７と対応）が設けられている。フィルタ処理部８４１０には、たとえば低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が設けられる。
【０１６８】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波受信信号は可変ゲイン型の増幅部８２２４（増幅部２２４と対応）に入力され振幅調整が行なわれた後に復調機能部８４００Ｘに供給される。振幅調整された受信信号は周波数混合部８４０２の２つの入力端子に同時に入力され自乗信号が生成され、フィルタ処理部８４１０に供給される。周波数混合部８４０２で生成された自乗信号は、フィルタ処理部８４１０の低域通過フィルタで高域成分が除去されることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が生成され、クロック再生部８４２０に供給される。
【０１６９】
クロック再生部８４２０（ＣＤＲ）は、このベースバンド信号を元にサンプリング・クロックを再生し、再生したサンプリング・クロックでベースバンド信号をサンプリングすることで受信データ系列を生成する。生成された受信データ系列はシリアルパラレル変換部８２２７（Ｓ−Ｐ）に供給され、パラレル信号（たとえば１２ビットの画像信号）が再生される。クロック再生の方式としては様々な方式があるがたとえばシンボル同期方式を採用する。
【０１７０】
［第１例の問題点］
ここで、第１例の変調機能部８３００Ｘと復調機能部８４００Ｘで無線伝送システムを構成する場合、次のような難点がある。
【０１７１】
先ず、発振回路については、次のような難点がある。たとえば、野外（屋外）通信においては、多チャンネル化を考慮する必要がある。この場合、搬送波の周波数変動成分の影響を受けるため、送信側の搬送波の安定度の要求仕様が厳しい。筐体内信号伝送や機器間信号伝送において、ミリ波でデータを伝送するに当たり、送信側と受信側に、屋外の無線通信で用いられているような通常の手法を用いようとすると、搬送波に安定度が要求され、周波数安定度数がｐｐｍ（parts per million ）オーダー程度の安定度の高いミリ波の発振回路が必要となる。
【０１７２】
周波数安定度が高い搬送信号を実現するためには、たとえば、安定度の高いミリ波の発振回路をシリコン集積回路（ＣＭＯＳ：Complementary Metal-oxide Semiconductor ）上に実現することが考えられる。しかしながら、通常のＣＭＯＳで使われるシリコン基板は絶縁性が低いため、容易にＱ値（Quality Factor）の高いタンク回路が形成できず、実現が容易でない。たとえば、参考文献Ａに示されているように、ＣＭＯＳチップ上でインダクタンスを形成した場合、そのＱ値は３０〜４０程度になってしまう。
【０１７３】
参考文献Ａ：A. Niknejad, “mm-Wave Silicon Technology 60GHz and Beyond”（特に3.1.2 Inductors pp70〜71）, ISBN 978-0-387-76558-7
【０１７４】
よって、安定度の高い発振回路を実現するには、たとえば、発振回路の本体部分が構成されているＣＭＯＳ外部に水晶振動子などで高いＱ値のタンク回路を設けて低い周波数で発振させ、その発振出力を逓倍してミリ波帯域へ上げるという手法を採ることが考えられる。しかし、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）などの配線による信号伝送をミリ波による信号伝送に置き換える機能を実現するのに、このような外部タンクを全てのチップに設けることは好ましくない。
【０１７５】
ＯＯＫ（On-Off-Keying ）のような振幅を変調する方式を用いれば、受信側では包絡線検波をすればよいので、発振回路が不要になりタンク回路の数を減らすことはできる。しかしながら、信号の伝送距離が長くなると受信振幅が小さくなり、包絡線検波の一例として自乗検波回路を用いる方式では、受信振幅が小さくなることの影響が顕著になり信号歪みが影響してくるので不利である。換言すると、自乗検波回路は、感度的に不利である。
【０１７６】
周波数安定度数高い搬送信号を実現するための他の手法として、たとえば、高い安定度の周波数逓倍回路やＰＬＬ回路などを使用することが考えられるが、回路規模が増大してしまう。たとえば、参考文献Ｂには、プッシュ−プッシュ（Push-push ）発振回路を使うことで６０ＧＨｚ発振回路をなくし、小さくはしているが、これでもまだ３０ＧＨｚの発振回路や分周器、位相周波数検出回路（Phase Frequency Detector：ＰＦＤ）、外部のレファレンス（この例では１１７ＭＨｚ）などが必要で、明らかに回路規模が大きい。
【０１７７】
参考文献Ｂ：“A 90nm CMOS Low-Power 60GHz Tranceiver with Intergrated Baseband Circuitry”，ISSCC 2009／SESSION 18/RANGING AND Gb/s COMMUNICATION /18.5，2009 IEEE International Solid-State Circuits Conference，pp314〜316
【０１７８】
自乗検波回路は受信信号から振幅成分しか取り出せないので、用いることのできる変調方式は振幅を変調する方式（たとえばＯＯＫなどのＡＳＫ）に限られ、位相や周波数を変調する方式の採用が困難となる。位相変調方式の採用が困難になると言うことは、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができないということに繋がる。
【０１７９】
また、周波数分割多重方式により多チャンネル化を実現する場合に、自乗検波回路を用いる方式では、次のような難点がある。受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタを自乗検波回路の前段に配置する必要があるが、急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではない。また、急峻なバンドパスフィルタを用いた場合は送信側の搬送周波数の安定度についても要求仕様が厳しくなる。
【０１８０】
＜変調および復調：第２例＞
図８〜図１０は、通信処理系統における変調機能および復調機能の第２例を説明する図である。ここで、図８は、送信側に設けられる変調機能部８３００（変調部１１５，２１５と周波数変換部１１６，２１６）とその周辺回路で構成される送信側信号生成部８１１０（送信側の通信部）の第２例を説明する図である。図９は、受信側に設けられる復調機能部８４００（周波数変換部１２５，２２５と復調部１２６，２２６）とその周辺回路で構成される受信側信号生成部８２２０（受信側の通信部）の第２例を説明する図である。図１０は注入同期の位相関係を説明する図である。
【０１８１】
前述の第１例における問題に対する対処として、第２例の復調機能部８４００は、注入同期（インジェクションロック）方式を採用する。
【０１８２】
注入同期方式にする場合には、好ましくは、受信側での注入同期がし易くなるように変調対象信号に対して予め適正な補正処理を施しておく。典型的には、変調対象信号に対して直流近傍成分を抑圧してから変調する、つまり、ＤＣ（直流）を含む低域成分を抑圧（カット）してから変調することで、搬送周波数fc近傍の変調信号成分ができるだけ少なくなるようにし、受信側での注入同期がし易くなるようにしておく。デジタル方式の場合、たとえば同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべくＤＣフリー符号化を行なう。
【０１８３】
また、ミリ波帯に変調された信号（変調信号）と合わせて、変調に使用した搬送信号と対応する受信側での注入同期の基準として使用される基準搬送信号も送出するのが望ましい。基準搬送信号は、送信側局部発振部８３０４から出力される変調に使用した搬送信号と対応する周波数と位相（さらに好ましくは振幅も）が常に一定（不変）の信号であり、典型的には変調に使用した搬送信号そのものであるが、少なくとも搬送信号に同期していればよく、これに限定されない。たとえば、変調に使用した搬送信号と同期した別周波数の信号（たとえば高調波信号）や同一周波数ではあるが別位相の信号（たとえば変調に使用した搬送信号と直交する直交搬送信号）でもよい。
【０１８４】
変調方式や変調回路によっては、変調回路の出力信号そのものに搬送信号が含まれる場合（たとえば標準的な振幅変調やＡＳＫなど）と、搬送波を抑圧する場合（搬送波抑圧方式の振幅変調やＡＳＫやＰＳＫなど）がある。よって、送信側からミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も送出するための回路構成は、基準搬送信号の種類（変調に使用した搬送信号そのものを基準搬送信号として使用するか否か）や変調方式や変調回路に応じた回路構成を採ることになる。
【０１８５】
［変調機能部：第２例］
図８には、変調機能部８３００とその周辺回路の第２例が示されている。変調機能部８３００（周波数混合部８３０２）の前段に変調対象信号処理部８３０１が設けられている。図８に示す各例は、デジタル方式の場合に対応した構成例を示しており、変調対象信号処理部８３０１は、パラレルシリアル変換部８１１４から供給されたデータに対して、同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべく、８−９変換符号化（８Ｂ／９Ｂ符号化）や８−１０変換符号化（８Ｂ／１０Ｂ符号化）やスクランブル処理などのＤＣフリー符号化を行なう。図示しないが、アナログ変調方式では変調対象信号に対してハイパスフィルタ処理（またはバンドパスフィルタ処理）をしておくのがよい。
【０１８６】
８−１０変換符号化では、８ビットデータを１０ビット符号に変換する。たとえば、１０ビット符号として１０２４通りの中から”１”と”０”の個数のなるべく等しいものをデータ符号に採用することでＤＣフリー特性を有するようにする。データ符号に採用しない一部の１０ビット符号は、たとえば、アイドルやパケット区切りなどを示す特殊な符号として用いる。スクランブル処理では、たとえば、１０ＧＢａｓｅ−Ｘファミリ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｅなど）で採用されている６４Ｂ／６６Ｂ符号化が知られている。
【０１８７】
ここで、図８（１）に示す基本構成１は、基準搬送信号処理部８３０６と信号合成部８３０８を設けて、変調回路（第１の周波数変換部）の出力信号（変調信号）と基準搬送信号を合成（混合）するという操作を行なう。基準搬送信号の種類や変調方式や変調回路に左右されない万能な方式と言える。ただし、基準搬送信号の位相によっては、合成された基準搬送信号が受信側での復調時に直流オフセット成分として検出されベースバンド信号の再現性に影響を与えることもある。その場合は、受信側で、その直流成分を抑制する対処をとるようにする。換言すると、復調時に直流オフセット成分を除去しなくても良い位相関係の基準搬送信号にするのがよい。
【０１８８】
基準搬送信号処理部８３０６では、必要に応じて送信側局部発振部８３０４から供給された変調搬送信号に対して位相や振幅を調整し、その出力信号を基準搬送信号として信号合成部８３０８に供給する。たとえば、本質的には周波数混合部８３０２の出力信号そのものには周波数や位相が常に一定の搬送信号を含まない方式（周波数や位相を変調する方式）の場合や、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号として使用する場合に、この基本構成１が採用される。
【０１８９】
この場合、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号に使用することができるし、変調信号と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる。すなわち、増幅部８１１７では変調信号の振幅に着目した利得調整を行ない、このときに同時に基準搬送信号の振幅も調整されるが、注入同期との関係で好ましい振幅となるように基準搬送信号処理部８３０６で基準搬送信号の振幅のみを調整できる。
【０１９０】
なお、基本構成１では、信号合成部８３０８を設けて変調信号と基準搬送信号を合成しているが、このことは必須ではなく、図８（２）に示す基本構成２のように、変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８１３６_1，８１３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信側に送ってもよい。基本構成２では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側に送出でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０１９１】
基本構成１，２の場合、変調に使用した搬送信号（換言すると送出される変調信号）と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる利点がある。したがって、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される基準搬送信号の軸（基準搬送軸）を、同相ではなく、異なる位相にして復調出力に直流オフセットが発生しないようにするのに好適な構成と言える。
【０１９２】
周波数混合部８３０２の出力信号そのものに周波数や位相が常に一定の搬送信号が含まれ得る場合には、基準搬送信号処理部８３０６や信号合成部８３０８を具備しない図８（３）に示す基本構成３を採用し得る。周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号のみを受信側に送出し、変調信号に含まれる搬送信号を基準搬送信号として扱えばよく、周波数混合部８３０２の出力信号にさらに別の基準搬送信号を加えて受信側に送る必要はない。たとえば、振幅を変調する方式（たとえばＡＳＫ方式）の場合に、この基本構成３が採用され得る。このとき、好ましくは、ＤＣフリー処理を行なっておくのが望ましい。
【０１９３】
ただし、振幅変調やＡＳＫにおいても、周波数混合部８３０２を積極的に搬送波抑圧方式の回路（たとえば平衡変調回路や二重平衡変調回路）にして、基本構成１，２のように、その出力信号（変調信号）と合わせて基準搬送信号も送るようにしてもよい。
【０１９４】
なお、位相や周波数を変調する方式の場合にも、図８（４）に示す基本構成４のように、変調機能部８３００（たとえば直交変調を使用する）でミリ波帯に変調（周波数変換）した変調信号のみを送出することも考えられる。しかしながら、受信側で注入同期がとれるか否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係し、適用範囲に制限がある。
【０１９５】
基本構成１〜４の何れも、図中に点線で示すように、受信側での注入同期検出結果に基づく情報を受信側から受け取り、変調搬送信号の周波数やミリ波（特に受信側で注入信号に使用されるもの：たとえば基準搬送信号や変調信号）や基準搬送信号の位相を調整する仕組みを採ることができる。受信側から送信側への情報の伝送はミリ波で行なうことは必須ではなく、有線・無線を問わず任意の方式でよい。
【０１９６】
基本構成１〜４の何れも、送信側局部発振部８３０４を制御することで変調搬送信号（や基準搬送信号）の周波数が調整される。
【０１９７】
基本構成１，２では、基準搬送信号処理部８３０６や増幅部８１１７を制御することで基準搬送信号の振幅や位相が調整される。なお、基本構成１では、送信電力を調整する増幅部８１１７により基準搬送信号の振幅を調整することも考えられるが、その場合は変調信号の振幅も一緒に調整されてしまう難点がある。
【０１９８】
振幅を変調する方式（アナログの振幅変調やデジタルのＡＳＫ）に好適な基本構成３では、変調対象信号に対する直流成分を調整するか、変調度（変調率）を制御することで、変調信号中の搬送周波数成分（基準搬送信号の振幅に相当）が調整される。たとえば、伝送対象信号に直流成分を加えた信を変調する場合を考える。この場合において、変調度を一定にする場合、直流成分を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。また、直流成分を一定にする場合、変調度を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。
【０１９９】
ただしこの場合、信号合成部８３０８を使用するまでもなく、周波数混合部８３０２から出力される変調信号のみを受信側に送出するだけで、自動的に、搬送信号を伝送対象信号で変調した変調信号と変調に使用した搬送信号とが混合された信号となって送出される。必然的に、変調信号の伝送対象信号を載せる変調軸と同じ軸（つまり変調軸と同相で）に基準搬送信号が載ることになる。受信側では、変調信号中の搬送周波数成分が基準搬送信号として注入同期に使用されることになる。ここで、詳細は後述するが、位相平面で考えたとき、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される搬送周波数成分（基準搬送信号）の軸が同相となり、復調出力には搬送周波数成分（基準搬送信号）に起因する直流オフセットが発生する。
【０２００】
［復調機能部：第２例］
図９には、復調機能部８４００とその周辺回路の第２例が示されている。本実施形態の復調機能部８４００は、受信側局部発振部８４０４を備え、注入信号を受信側局部発振部８４０４に供給することで、送信側で変調に使用した搬送信号に対応した出力信号を取得する。典型的には送信側で使用した搬送信号に同期した発振出力信号を取得する。そして、受信したミリ波変調信号と受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく復調用の搬送信号（復調搬送信号：再生搬送信号と称する）を周波数混合部８４０２で乗算する（同期検波する）ことで同期検波信号を取得する。この同期検波信号はフィルタ処理部８４１０で高域成分の除去が行なわれることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が得られる。以下、第１例と同様である。
【０２０１】
周波数混合部８４０２は、同期検波により周波数変換（ダウンコンバート・復調）を行なうことで、たとえばビット誤り率特性が優れる、直交検波に発展させることで位相変調や周波数変調を適用できるなどの利点が得られる。
【０２０２】
受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号を周波数混合部８４０２に供給して復調するに当たっては、位相ズレを考慮する必要があり、同期検波系において位相調整回路を設けることが肝要となる。たとえば、参考文献Ｃに示されているように、受信した変調信号と受信側局部発振部８４０４で注入同期により出力される発振出力信号には、位相差があるからである。
【０２０３】
参考文献Ｃ：L. J. Paciorek, “Injection Lock of Oscillators”, Proceeding of the IEEE, Vol. 55 NO. 11, November 1965 ，pp1723〜1728
【０２０４】
この例では、その位相調整回路の機能だけでなく注入振幅を調整する機能も持つ位相振幅調整部８４０６を復調機能部８４００に設けている。位相調整回路は、受信側局部発振部８４０４への注入信号、受信側局部発振部８４０４の出力信号の何れに対して設けても良く、その両方に適用してもよい。受信側局部発振部８４０４と位相振幅調整部８４０６で、変調搬送信号と同期した復調搬送信号を生成して周波数混合部８４０２に供給する復調側（第２）の搬送信号生成部が構成される。
【０２０５】
図中に点線で示すように、周波数混合部８４０２の後段には、変調信号に合成された基準搬送信号の位相に応じて（具体的には変調信号と基準搬送信号が同相時）、同期検波信号に含まれ得る直流オフセット成分を除去する直流成分抑制部８４０７を設ける。
【０２０６】
ここで、参考文献Ｃに基づけば、受信側局部発振部８４０４の自走発振周波数をｆｏ（ωｏ）、注入信号の中心周波数（基準搬送信号の場合はその周波数）をｆｉ（ωｉ）、受信側局部発振部８４０４への注入電圧をＶｉ、受信側局部発振部８４０４の自走発振電圧をＶｏ、Ｑ値（Quality Factor）をＱとすると、ロックレンジを最大引込み周波数範囲Δｆｏmax で示す場合、式（Ａ）で規定される。式（Ａ）より、Ｑ値がロックレンジに影響を与え、Ｑ値が低い方がロックレンジが広くなることが分かる。
【０２０７】
Δｆｏmax ＝ｆｏ／（２＊Ｑ）＊（Ｖｉ／Ｖｏ）＊１／ｓｑｒｔ（１−（Ｖｉ／Ｖｏ）＾２）…（Ａ）
【０２０８】
式（Ａ）より、注入同期により発振出力信号を取得する受信側局部発振部８４０４は、注入信号の内のΔｆｏmax 内の成分にはロック（同期）し得るが、Δｆｏmax 外の成分にはロックし得ず、バンドパス効果を持つと言うことが理解される。たとえば、周波数帯域を持った変調信号を受信側局部発振部８４０４に供給して注入同期により発振出力信号を得る場合、変調信号の平均周波数（搬送信号の周波数）に同期した発振出力信号が得られ、Δｆｏmax 外の成分は取り除かれるようになる。
【０２０９】
ここで、受信側局部発振部８４０４に注入信号を供給するに当たっては、図９（１）に示す基本構成１のように、受信したミリ波信号を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。この場合、Δｆｏmax 内に変調信号の周波数帯域が存在することは好ましくない。つまり、注入同期に不要な周波数成分も受信側局部発振部８４０４に供給され得るので注入同期が取り難いことが懸念される。しかしながら、送信側で予め、変調対象信号に対して低域成分を抑圧（ＤＣフリー符号化などを）してから変調することで、搬送周波数近傍に変調信号成分が存在しないようにしておけば、基本構成１でも差し支えない。
【０２１０】
また、図９（２）に示す基本構成２のように、周波数分離部８４０１を設け、受信したミリ波信号から変調信号と基準搬送信号を周波数分離し、分離した基準搬送信号成分を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。注入同期に不要な周波数成分を予め抑制してから供給するので、注入同期が取り易くなる。
【０２１１】
図９（３）に示す基本構成３は、送信側が図８（２）に示す基本構成２を採っている場合に対応するものである。変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８２３６_1，８２３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信する方式である。受信側の基本構成３では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側局部発振部８４０４に供給でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０２１２】
図９（４）に示す基本構成４は、送信側が位相や周波数を変調する方式の場合に図８（４）に示す基本構成４を採っている場合に対応するものである。構成としては基本構成１と同様になっているが、復調機能部８４００の構成は、実際には、直交検波回路など位相変調や周波数変調に対応した復調回路とされる。
【０２１３】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波信号は図示を割愛した分配器（分波器）で周波数混合部８４０２と受信側局部発振部８４０４に供給される。受信側局部発振部８４０４は、注入同期が機能することで、送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を出力する。
【０２１４】
ここで、受信側で注入同期がとれる（送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得できる）か否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係する。また、変調信号は注入同期可能な帯域外となるようにしておくことが肝要であり、そのためには送信側でＤＣフリー符号化をしておくことで、変調信号の中心（平均的な）周波数が搬送周波数に概ね等しく、また、中心（平均的な）位相が概ねゼロ（位相平面上の原点）に等しくなるようにするのが望ましい。
【０２１５】
たとえば、参考文献Ｄには、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。ＢＰＳＫ方式では、入力信号のシンボル時間Ｔに応じて受信側局部発振部８４０４への注入信号は１８０度の位相変化が起こる。その場合でも受信側局部発振部８４０４が注入同期できるためには受信側局部発振部８４０４の最大引込み周波数範囲幅をΔｆｏmax とすると、シンボル時間ＴはＴ＞１／（２Δｆｏmax ）を満たしていることが必要とされる。このことは、シンボル時間Ｔは余裕をもって短く設定されていなければならないことを意味するが、このように短いシンボル時間Ｔの方がよいと言うことは、データレートを高くするとよいことを意味し、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０２１６】
参考文献Ｄ： P. Edmonson, et al., ”Injection Locking Techniques for a 1-GHz Digital Receiver Using Acoustic-Wave Devices”, IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 39, No. 5, September, 1992，pp631〜637
【０２１７】
また、参考文献Ｅには、８ＰＳＫ（8-Phase Shift Keying）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。この参考文献Ｅにおいても、注入電圧や搬送周波数が同じ条件であればデータレートが高い方が注入同期し易いことが示されており、やはり、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０２１８】
参考文献Ｅ：Tarar, M.A.; Zhizhang Chen、“A Direct Down-Conversion Receiver for Coherent Extraction of Digital Baseband Signals Using the Injection Locked Oscillators”、Radio and Wireless Symposium, 2008 IEEE、Volume , Issue , 22-24 Jan. 2008 、pp57〜60
【０２１９】
基本構成１〜４の何れにおいても、式（Ａ）に基づき、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを制御することでロックレンジを制御するようにする。換言すると、注入同期がとれるように、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを調整することが肝要となる。たとえば、周波数混合部８４０２の後段（図の例では直流成分抑制部８４０７の後段）に注入同期制御部８４４０を設け、周波数混合部８４０２で取得された同期検波信号（ベースバンド信号）に基づき注入同期の状態を判定し、その判定結果に基づいて、注入同期がとれるように、調整対象の各部を制御する。
【０２２０】
その際には、受信側で対処する手法と、図中に点線で示すように、送信側に制御に資する情報（制御情報のみに限らず制御情報の元となる検知信号など）を供給して送信側で対処する手法の何れか一方またはその併用を採り得る。受信側で対処する手法は、ミリ波信号（特に基準搬送信号成分）をある程度の強度で伝送しておかないと受信側で注入同期がとれないという事態に陥るので、消費電力や干渉耐性の面で難点があるが、受信側だけで対処できる利点がある。
【０２２１】
これに対して、送信側で対処する手法は、受信側から送信側への情報の伝送が必要になるものの、受信側で注入同期がとれる最低限の電力でミリ波信号を伝送でき消費電力を低減できる、干渉耐性が向上するなどの利点がある。
【０２２２】
筐体内信号伝送や機器間信号伝送において注入同期方式を適用することにより、次のような利点が得られる。送信側の送信側局部発振部８３０４は、変調に使用する搬送信号の周波数の安定度の要求仕様を緩めることができる。注入同期する側の受信側局部発振部８４０４は式（Ａ）より明らかなように、送信側の周波数変動に追従できるような低いＱ値であることが必要である。
【０２２３】
このことは、タンク回路（インダクタンス成分とキャパシタンス成分）を含む受信側局部発振部８４０４の全体をＣＭＯＳ上に形成する場合に都合がよい。受信側では、受信側局部発振部８４０４はＱ値の低いものでもよいが、この点は送信側の送信側局部発振部８３０４についても同様であり、送信側局部発振部８３０４は周波数安定度が低くてもよく、Ｑ値の低いものでもよい。
【０２２４】
ＣＭＯＳは微細化が今後さらに進み、その動作周波数はさらに上昇する。より高帯域で小型の伝送システムを実現するには、高い搬送周波を使うことが望まれる。本例の注入同期方式は、発振周波数安定度についての要求仕様を緩めることができるため、より高い周波数の搬送信号を容易に用いることができる。
【０２２５】
高い周波数ではあるが周波数安定度が低くてもよい（換言するとＱ値の低いものでもよい）ということは、高い周波数で安定度も高い搬送信号を実現するために、高い安定度の周波数逓倍回路やキャリア同期のためのＰＬＬ回路などを使用することが不要で、より高い搬送周波数でも、小さな回路規模で簡潔に通信機能を実現し得るようになる。
【０２２６】
受信側局部発振部８４０４により送信側で使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得して周波数混合部８４０２に供給し同期検波を行なうので、周波数混合部８４０２の前段に波長選択用のバンドパスフィルタを設けなくてもよい。受信周波数の選択動作は、事実上、送受信の局部発振回路を完全に同期させる（つまり、注入同期がとれるようにする）制御を行なえばよく、受信周波数の選択が容易である。ミリ波帯であれば注入同期に要する時間も低い周波数比べて短くて済み、受信周波数の選択動作を短時間で済ませることができる。
【０２２７】
送受信の局部発振回路が完全に同期するため、送信側の搬送周波数の変動成分が打ち消されるので、位相変調など様々な変調方式が容易に適用できる。たとえば、デジタル変調では、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）変調や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）変調などの位相変調が広く知られている。これらの位相変調方式は、ベースバンド信号と搬送波との間で直交変調を行なうものである。直交変調では、入力データをＩ相とＱ相のベースバンド信号にし直交変調を施す、つまりＩ相信号とＱ相信号によりＩ軸とＱ軸の各搬送信号に対して各別に変調を施す。参考文献Ｅに記載のような８ＰＳＫ変調での適用に限らず、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭのような直交変調方式でも注入同期を適用可能であり、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができる。
【０２２８】
注入同期を適用すれば、同期検波との併用により、波長選択用のバンドパスフィルタを受信側で使用しなくても、多チャンネル化や全二重の双方向化を行なう場合などのように複数の送受信ペアが同時に独立な伝送をする場合でも干渉の問題の影響を受け難くなる。
【０２２９】
［注入信号と発振出力信号との関係］
図１０には、注入同期における各信号の位相関係が示されている。ここでは、基本的なものとして、注入信号（ここでは基準搬送信号）の位相は変調に使用した搬送信号の位相と同相である場合で示す。
【０２３０】
受信側局部発振部８４０４の動作としては、注入同期モードと増幅器モードの２つを採り得る。注入同期方式を採用する上では、基本的な動作としては、注入同期モードで使用し、特殊なケースで増幅器モードを使用する。特殊なケースは、基準搬送信号を注入信号に使用する場合に、変調に使用した搬送信号と基準搬送信号の位相が異なる（典型的には直交関係にある）場合である。
【０２３１】
受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作する場合、図示のように、受信した基準搬送信号SQと注入同期により受信側局部発振部８４０４から出力される発振出力信号SCには位相差がある。周波数混合部８４０２にて直交検波をするには、この位相差を補正する必要がある。図から分かるように、受信側局部発振部８４０４の出力信号に対して変調信号SIの位相とほぼ一致するように位相振幅調整部８４０６で位相調整を行なう位相シフト分は図中の「θ−φ」である。
【０２３２】
換言すると、位相振幅調整部８４０６は、受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作しているときの出力信号Ｖout の位相を、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と注入同期したときの出力信号Ｖout との位相差「θ−φ」の分を相殺するように位相シフトすればよい。因みに、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がθであり、注入同期したときの受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がφである。
【０２３３】
＜多チャネル化と注入同期の関係＞
図１１は、多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。図１１（１）に示すように、多チャンネル化は、異なる搬送周波数を異なる通信送受対が用いればよい、つまり周波数分割多重で多チャンネル化は実現される。全二重双方向化も異なる搬送周波数を用いれば容易に実現でき、撮像装置の筐体内で複数の半導体チップ（つまり送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０）が独立して通信するような状況も実現できる。
【０２３４】
たとえば、図１１（２）〜（４）に示すように、２つの送受信ペアが同時に独立な伝送をしているときを考える。ここで、図１１（２）に示すように、自乗検波方式を適用した場合は、先にも説明したが、周波数多重方式での多チャンネル化には受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が必要となる。急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではないし、選択周波数を変更するためには可変バンドパスフィルタが必要となる。送信側における時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響を受けるため、変調方式は周波数変動成分Δの影響を無視できるようなもの（たとえばＯＯＫ）などに限られ、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げると言うことも困難である。
【０２３５】
小型化のため受信側にキャリア同期のＰＬＬを持たない場合、たとえば図１１（３）に示すように、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートして自乗検波することが考えられる。この場合、十分に高いＩＦに周波数変換するブロックを加えることにより、バンドパスフィルタなしに受信する信号を選択できるが、その分回路が複雑になる。送信側における周波数変動成分Δだけでなく、受信側のダウンコンバートにおける時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響も受ける。このため、変調方式は、周波数変動成分Δの影響を無視できるように、振幅情報を取り出すもの（たとえばＡＳＫやＯＯＫなど）に限られる。
【０２３６】
これに対して、図１１（４）に示すように、注入同期方式を適用すれば、送信側局部発振回路３０４と受信側局部発振部８４０４が完全に同期するため、様々な変調方式が容易に実現できる。キャリア同期のためのＰＬＬも不要で回路規模も小さくて済み、受信周波数の選択も容易になる。加えて、ミリ波帯域の発振回路は低い周波数より時定数の小さいタンク回路を使って実現できるので、注入同期に要する時間も低い周波数比べて短くて済み、高速の伝送に向いている。このように、注入同期方式を適用することで、通常のベースバンド信号によるチップ間の信号に比べて、伝送速度を容易に高速化でき、入出力の端子数を削減することができる。ミリ波の小型アンテナをチップ上に構成することもでき、チップからの信号の取出し方に著しく大きな自由度を与えることもできる。さらに、注入同期によって送信側の周波数変動成分Δが打ち消されるので、位相変調（たとえば直交変調）など様々な変調が可能となる。
【０２３７】
周波数分割多重による多チャンネル化を実現する場合でも、受信側では、送信側で変調に使用した搬送信号と同期した信号を再生して同期検波により周波数変換を行なうことで、搬送信号の周波数変動Δがあってもその影響（いわゆる干渉の影響）を受けずに伝送信号を復元できる。図１１（４）に示すように、周波数変換回路（ダウンコンバータ）の前段に周波数選択フィルタとしてのバンドパスフィルタを入れなくても済む。
【０２３８】
＜ミリ波伝送構造：第１例＞
図１２〜図１２Ｄは、本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図である。ここで、図１２は、比較例を示し、図１２Ａ〜図１２Ｄは、第１例のミリ波伝送構造を示す。
【０２３９】
第１例は、第１・第２・第４実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂ，１Ｄの機能構成を実現するミリ波伝送構造の適用例である。特に、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう撮像装置への適用例で、第２通信装置２００Ａが固体撮像装置を搭載した撮像基板５０２Ａで、第１通信装置１００Ａが制御回路や画像処理回路などを搭載したメイン基板６０２Ａであるシステム構成への適用例である。
【０２４０】
撮像装置（たとえばデジタルカメラ）において、操作者の振れや操作者と撮像装置を一体とした振動などにより、撮影画像に乱れが発生する。たとえば、一眼レフタイプのデジタルカメラでは、撮影準備段階ではレンズを通った画像は主ミラーで反射し、カメラ上部のペンタプリズム部にある焦点板に結像し、使用者は焦点が合っているかを確認する。続いて撮影段階に移行すると主ミラーが光路から退避し、レンズを通った画像は固体撮像装置上に結像し記録される。すなわち、使用者は撮影段階においては直接固体撮像装置上で焦点が合っているかを確認することができず、万が一、固体撮像装置の光軸方向の位置が不安定だった場合は、焦点の合っていない画像を撮影することになる。
【０２４１】
そこで、撮像装置において、このような撮影画像の乱れを抑制するため振れ補正機構（一般に振れ補正機構と称される）とし、たとえば、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう仕組みが知られている。第１例およびその比較例においてもこの方式を採用する。
【０２４２】
固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう振れ補正機構は、レンズ鏡胴内のレンズを駆動させずに固体撮像装置自体を光軸に垂直な面内でシフトさせる。たとえば、本体内に振れ補正機構のあるカメラにおいては、カメラ本体の振れを検出すると、その振れに応じて固体撮像装置を本体内で移動させ、固体撮像装置上に結像する像が固体撮像装置上では不動となるように制御される。この方法は、固体撮像装置を平行に移動させて振れ補正を行なうので、専用の光学系が不要であり、固体撮像装置は軽量であり、特にレンズの交換を行なう撮像装置に適する。
【０２４３】
［比較例］
たとえば、図１２（１）に、撮像装置５００Ｘ（カメラ）を横（または上や下）から見た断面図を示す。筐体５９０（装置本体）が振れるとレンズ５９２を通して入射する光線の焦点位置がズレる。撮像装置５００Ｘは振れを検出して、焦点位置のズレが生じないように振れ補正駆動部５１０（モータやアクチュエータなど）で固体撮像装置５０５（を搭載した撮像基板５０２Ｘ）を適応的に移動させて、振れ補正を行なう。このような振れ補正の仕組みは公知技術であるので詳細な説明を割愛する。
【０２４４】
図１２（２）に撮像基板５０２Ｘの平面図を示す。固体撮像装置５０５はハッチングで示している撮像基板５０２Ｘと一体的に本体内で、周辺に配置された振れ補正駆動部５１０により、図中の上下左右に数ｍｍ移動する構造となっている。固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ｘは、一般にフレキシブルプリント配線のような可撓性の配線（電気的インタフェース９Ｚ）によって半導体装置である画像処理エンジン６０５（制御回路や制御信号生成部や画像処理回路などを収容）を搭載したメイン基板６０２Ｘと接続される。
【０２４５】
図１２（２）の例では、２枚のフレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2が電気的インタフェース９Ｚの一例として用いられている。フレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2の別の一端は、図１２（１）に示した画像処理エンジン６０５を搭載したメイン基板６０２Ｘと接続される。固体撮像装置５０５が出力する画像信号がフレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2を経由して画像処理エンジン６０５に伝送される。
【０２４６】
図１２（３）に、撮像基板５０２Ｘとメイン基板６０２Ｘの信号インタフェースの機能構成図を示す。この例では、固体撮像装置５０５の出力する画像信号は、１２ビットのｓｕｂＬＶＤＳ（Sub-Low Voltage Differential Signaling）信号として画像処理エンジン６０５に伝送されている。
【０２４７】
また、画像処理エンジン６０５からの制御信号や同期信号などのその他の低速信号（たとえばシリアル入出制御信号ＳＩＯ，クリア信号ＣＬＲ）、電源部から供給される電源などもフレキシブルプリント配線９Ｘを介して伝達される。
【０２４８】
しかしながら、固体撮像装置５０５を移動させて振れ補正を行なう場合、次のような問題がある。
【０２４９】
i）振れ補正機構そのものの小型化に加え、固体撮像装置を搭載した撮像基板とその他の回路を搭載した基板（メイン基板）を接続する電気的インタフェース９Ｚ（電気配線、ケーブル）に、移動に対応する分の余裕が必要となる。そのため、撓ませた電気的インタフェース９Ｚを収納するスペースが必要になり、このような余分なスペースを確保することが小型化を進める上での障害になる。たとえば、フレキシブルプリント配線９Ｘの形状や長さの制約から、レイアウトに対する制限が発生するし、フレキシブルプリント配線９Ｘ用のコネクタの形状やピン配置も同様に、レイアウトに対する制限を発生してしまう。
【０２５０】
ii）電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘなど）は一端が可動する固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ｘに接続されている。そのため、機械的ストレスの影響により劣化が発生する可能性がある。
【０２５１】
iii）有線で高速な信号を伝送するため、ＥＭＣ対策が必要となる。
【０２５２】
iv）固体撮像装置５０５の高精細化やフレームレートの高速化によって画像信号がますます高速化するが、配線１本当たりのデータレートに制限があり、配線１本では対処できなくなる。そのため、データレートをより高速にしようとすると、先にも述べたように、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ことが考えられる。しかしながら、この対処では、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９Ｚの物理サイズの増大などの問題が起こる。
【０２５３】
［第１例］
そこで、第１例では、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの間の信号インタフェースに関して、信号（好ましくは電力供給も含めた全信号）を、ミリ波で伝送する新たな仕組みを提案する。以下、具体的に説明する。
【０２５４】
たとえば、固体撮像装置５０５はＣＣＤ（Charge Coupled Device ）で、その駆動部（水平ドライバや垂直ドライバ）も含めて撮像基板５０２Ａに搭載する場合や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor ）センサの場合が該当する。
【０２５５】
図１２Ａ〜図１２Ｄに、第１例の仕組みを示す。この図は、本実施形態の撮像装置５００Ａの断面模式図であって、図１２（１）と同様に基板間の実装を説明するための模式図である。信号のミリ波伝送に着目しており、ミリ波伝送と関わりのない部品は適宜図示を省略している。以下において、図１２Ａ〜図１２Ｄに示されていない部品についての説明に関しては、図１２に示した比較例を参照するとよい。
【０２５６】
撮像装置５００Ａの筐体５９０内には、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａが配置されている。固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ａとの間で信号伝送を行なうメイン基板６０２Ａに第１通信装置１００（半導体チップ１０３）を搭載し、撮像基板５０２Ａに第２通信装置２００（半導体チップ２０３）を搭載する。前述のように、半導体チップ１０３，２０３には、信号生成部１０７，２０７、伝送路結合部１０８，２０８が設けられる。
【０２５７】
一部の図では図示しないが、撮像基板５０２Ａには、固体撮像装置５０５や撮像駆動部が搭載される。撮像基板５０２Ａの周囲には振れ補正駆動部５１０が配置されている。一部の図では図示しないが、メイン基板６０２Ａには画像処理エンジン６０５が搭載される。メイン基板６０２Ａには図示しない操作部や各種のセンサが接続される。メイン基板６０２Ａは図示しない外部インターフェースを介してパーソナルコンピュータやプリンタなどの周辺機器と接続可能になっている。操作部には、たとえば、電源スイッチ、設定ダイアル、ジョグダイアル、決定スイッチ、ズームスイッチ、レリーズスイッチなどが設けられる。
【０２５８】
固体撮像装置５０５や撮像駆動部は、無線伝送システム１Ａ，１ＢにおけるＬＳＩ機能部２０４のアプリケーション機能部に該当する。信号生成部２０７や伝送路結合部２０８は固体撮像装置５０５とは別の半導体チップ２０３に収容してもよいし、固体撮像装置５０５や撮像駆動部などと一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。ここでは、固体撮像装置５０５や撮像駆動部などは別の半導体チップ２０３であるとする。アンテナ２３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。
【０２５９】
画像処理エンジン６０５は無線伝送システム１Ａ，１ＢにおけるＬＳＩ機能部１０４のアプリケーション機能部に該当し、固体撮像装置５０５で得られた撮像信号を処理する画像処理部が収容されている。信号生成部１０７や伝送路結合部１０８は画像処理エンジン６０５とは別の半導体チップ１０３に収容してもよいし、画像処理エンジン６０５と一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。ここでは、画像処理エンジン６０５とは別の半導体チップ１０３であるとする。アンテナ１３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。
【０２６０】
画像処理エンジン６０５には、画像処理部の他に、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）や記憶部（ワークメモリやプログラムＲＯＭなど）などで構成されたカメラ制御部なども収容されている。カメラ制御部は、プログラムＲＯＭに記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、プログラムに従って撮像装置５００Ａの各部を制御する。
【０２６１】
カメラ制御部はまた、操作部の各スイッチからの信号に基づき撮像装置５００Ａ全体を制御し、電源部を制御することで各部に電源を供給し、外部インターフェースを介して周辺機器と画像データの転送などの通信を行なう。
【０２６２】
カメラ制御部はまた、撮影に関するシーケンス制御を行なう。たとえば、カメラ制御部は、同期信号発生部や撮像駆動部を介して固体撮像装置５０５の撮像動作を制御する。同期信号発生部は信号処理のために必要な基本的な同期信号を発生し、撮像駆動部は同期信号発生部の発生する同期信号とカメラ制御部からの制御信号を受信して、固体撮像装置５０５を駆動するための詳細なタイミング信号を発生する。
【０２６３】
固体撮像装置５０５から画像処理エンジン６０５に送られる画像信号（撮像信号）は、アナログ信号・デジタル信号の何れでもよい。デジタル信号にする場合において、固体撮像装置５０５がＣＣＤであるのかＣＭＯＳであるのかなど種類を問わず、ＡＤ変換部と別体の場合には、撮像基板５０２ＡにＡＤ変換部が搭載される。
【０２６４】
ここで、撮像基板５０２Ａは、振れ補正を行なうために、カメラ本体の振れに応じて上下左右（図中の上、下、奥、手前、方向）に、振れ補正駆動部５１０の制御の元で移動可能に配置されている。一方、メイン基板６０２Ａは、筐体５９０に固定されている。
【０２６５】
振れの検出は、たとえば、ジャイロなどを用いて構成されている図示しない振れ検出部により、ヨー、ピッチ、ローリングの３成分の加速度を検出することで検出される。振れ補正駆動部５１０は、その検出結果に基づき、モータやアクチュエータを用いて固体撮像装置５０５を光軸に垂直な面内で揺動することで振れを補正する。振れ検出部と振れ補正駆動部５１０で、振れ補正を行なう振れ補正部が構成される。
【０２６６】
撮像基板５０２Ａには、第１・第２実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂを実現するべく、固体撮像装置５０５の他に、信号生成部２０７、伝送路結合部２０８が搭載される。同様に、メイン基板６０２Ａには、第１・第２実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂを実現するべく、信号生成部１０７、伝送路結合部１０８が搭載される。撮像基板５０２Ａ側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２Ａ側の伝送路結合部１０８の間はミリ波信号伝送路９によって結合される。これによって、撮像基板５０２Ａ側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２Ａ側の伝送路結合部１０８の間で、ミリ波帯での信号伝送が双方向に行なわれる。
【０２６７】
なお、電力伝送も無線で行なう第４実施形態の無線伝送システム１Ｄを実現するには、メイン基板６０２Ａには、さらに電力供給部が搭載される。同様に、撮像基板５０２Ａには、第４実施形態の無線伝送システム１Ｄを実現するべく、さらに、電力受取部が搭載される。
【０２６８】
片方向通信でよい場合は、送信側に送信側信号生成部１１０，２１０を配置し、受信側に受信側信号生成部１２０，２２０を配置し、送受信間を伝送路結合部１０８，２０８およびミリ波信号伝送路９で結ぶようにすればよい。たとえば、固体撮像装置５０５で取得された撮像信号のみを伝送する場合であれば、撮像基板５０２Ａ側を送信側としメイン基板６０２Ａ側を受信側とすればよい。固体撮像装置５０５を制御するための信号（たとえば高速のマスタークロック信号や制御信号や同期信号）のみを伝送する場合であれば、メイン基板６０２Ａ側を送信側とし撮像基板５０２Ａ側を受信側とすればよい。
【０２６９】
２つのアンテナ１３６，２３６間でミリ波通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、メイン基板６０２Ａへと伝送される。また、固体撮像装置５０５を制御する各種の制御信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、撮像基板５０２Ａへと伝送される。さらに、無線伝送システム１Ｄを実現する構成の場合には、固体撮像装置５０５や撮像駆動部への電力が、ミリ波信号伝送路９を介したミリ波伝送とは異なる形態で撮像基板５０２Ａへと伝送される。
【０２７０】
ミリ波信号伝送路９としては、アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１２Ａ）、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態（図１２Ｂ）の何れでもよい。
【０２７１】
アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１２Ａ）においては、次の２つを採り得る。第１には、撮像基板５０２Ａに対してアンテナ１３６が配置されるメイン基板６０２Ａが奥側（レンズ５９２とは反対側）の態様（（１）〜（４））である。第２には、メイン基板６０２Ａを画像処理エンジン６０５が搭載されるメイン基板６０２Ａ_1とアンテナ１３６が搭載されるメイン基板６０２Ａ_2の２つに分け、アンテナ１３６が配置されるメイン基板６０２Ａ_2が前側（レンズ５９２側）の態様（（５））である。第１の態様は、撮像基板５０２Ａからレンズ５９２とは反対方向にミリ波通信を行ない、第２の態様は、撮像基板５０２Ａからレンズ５９２方向にミリ波通信を行なうようになる。撮像基板５０２Ａは一般に撮像装置５００本体の奥側（レンズ５９２とは反対側）に設置される。そのため、第２の態様のような構成の方が、通信のためのスペースを取り易い場合もある。
【０２７２】
アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態では、基板の法線方向に指向性を有するたとえば図１２Ａ（６）に示すようなパッチアンテナを使用するとよい。パッチアンテナは、法線方向に指向性があるとは言っても、その指向性が鋭くないので、アンテナ１３６，２３６はオーバーラップ部分の面積がある程度大きくとれていれば多少ズレて配置されても、受信感度には影響を受けない。固体撮像装置５０５を撮像基板５０２Ａの平面方向に２次元上に移動させて振れ補正を行なう場合、アンテナ１３６に対しての相手（撮像基板５０２Ａ上）のアンテナ２３６が基板面内の一定の範囲内で移動するが、受信レベルの変動を一定レベルに抑えられる。
【０２７３】
ミリ波通信においては、ミリ波の波長が数ｍｍと短いため、アンテナも小型で数ｍｍ角オーダーとなり、撮像装置５００内のような狭い場所にも簡単に設置が可能である。パッチアンテナの場合、基板中での波長をλｇとした場合、一辺の長さはλｇ／２と表される。たとえば、比誘電率が３．５の基板５０２Ａ，６０２Ａで、６０ＧＨｚのミリ波を使用する場合、λｇは２．７ｍｍ程度になりパッチアンテナの一辺は１．４ｍｍ程度になる。
【０２７４】
アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態では、基板５０２Ａ，６０２Ａに対して水平な方向にミリ波通信を行なうことになる。この構成を用いると、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの間の間隔を、アンテナ対向配置の場合よりも狭くすることができる。
【０２７５】
因みに、この場合は、基板の平面方向に指向性を有するたとえば図１２Ｂ（４）に示すようなダイポールアンテナを使用するとよい。ダイポールアンテナは、接線方向（図中の矢印方向）に指向性を持つ。そのため、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される構成に適用すると、指向性のある方向に相手のアンテナ１３６，２３６を設置することができる。なお、指向性があるアンテナとしては、ダイポールアンテナ以外にも、たとえば、ダイポールアンテナに隣接して導波素子や反射素子を並べた八木宇田アンテナを使用してもよいし、逆Ｆ型アンテナを使用してもよい。
【０２７６】
ミリ波信号伝送路９は、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（１）に示すように自由空間伝送路９Ｂでもよいが、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（２），（３）に示すような誘電体伝送路９Ａや図１２Ａ（４）に示すような中空導波路９Ｌでもよい。
【０２７７】
誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば図１２Ａ〜図１２Ｂの各（２）に示すように、アンテナ１３６，２３６間を、たと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ことが考えられる。誘電体伝送路９Ａは、その周囲を遮蔽材（たとえば導電体）で囲んでもよい。誘電体素材の柔軟性を活かすためには、遮蔽材にも柔軟性を持たせるのがよい。誘電体伝送路９Ａで接続されるが、その素材が柔らかいため、電気配線のように引回しが可能であるとともに、固体撮像装置５０５（撮像基板５０２Ａ）の移動に対して制限を与えない。
【０２７８】
また誘電体伝送路９Ａの他の例としては、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（３）に示すように、メイン基板６０２Ａ上のアンテナ１３６の上に誘電体伝送路９Ａを固定して、撮像基板５０２Ａのアンテナ２３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにしてもよい。この場合の誘電体伝送路９Ａも、その周囲を遮蔽材（たとえば導電体）で囲んでもよい。撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６と誘電体伝送路９Ａ間の摩擦を減らすことで、固体撮像装置５０５（撮像基板５０２Ａ）の移動に対して制限を与えない。なお、逆に、誘電体伝送路９Ａを撮像基板５０２Ａ側に固定してもよい。この場合、メイン基板６０２Ａのアンテナ１３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにする。
【０２７９】
中空導波路９Ｌとしては、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の構造であればよい。たとえば、図１２Ａ（４）に示すように、周囲が遮蔽材の一例である導電体MZで囲まれ内部が中空の構造にする。たとえば、メイン基板６０２Ａ上にアンテナ１３６を取り囲む形で導電体MZの囲いが取り付けられている。アンテナ１３６と対向する位置に撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６の移動中心が配置されるようにする。導電体MZの内部が中空であるので誘電体素材を使用する必要がなく低コストで簡易にミリ波信号伝送路９を構成できる。
【０２８０】
図１２Ｃ（１），（２）に示すように、導電体MZの囲いは、メイン基板６０２Ａ側、撮像基板５０２Ａ側の何れに設けてもよい。何れの場合も、導電体MZによる囲いと撮像基板５０２Ａやメイン基板６０２Ａとの距離Ｌ（導電体MZの端から相対する基板までの隙間の長さ）はミリ波の波長に比べて十分小さい値に設定する。ただし、撮像基板５０２Ａ（固体撮像装置５０５）の移動を妨げないように設定する。
【０２８１】
遮蔽材（囲い：導電体MZ）の大きさや形状は撮像基板５０２Ａの移動範囲を考えて設定する。つまり、撮像基板５０２Ａが移動したときに撮像基板５０２Ａ上のアンテナ２３６が囲い（導電体MZ）やアンテナ１３６との対向範囲の外に出ないような大きさおよび平面形状に設定すればよい。その限りにおいて導電体MZの平面形状は、円形・三角・四角など任意である。
【０２８２】
たとえば、図１２Ｃ（３）には、メイン基板６０２Ａ側に設けられた囲いの断面が四角の場合の例が示されている。この場合、撮像基板５０２Ａの可動範囲を縦方向横方向ともに±ｍとし、アンテナ２３６の一辺をａとすると、囲いの一辺の長さｗはｗ≧（２ｍ＋ａ）に設定される。
【０２８３】
図１２Ｃ（４）には、メイン基板６０２Ａ側に設けられた囲いの断面が円形の場合の例が示されている。この場合、撮像基板５０２Ａの可動範囲を縦方向横方向共に±ｍとし、アンテナの一辺をａとすると、囲いの直径ｒはｒ≧（２ｍ＋ａ）・√２に設定される。
【０２８４】
中空導波路９Ｌは、基板上の導電体MZで囲いを形成することに限らず、たとえば、図１２Ｄに示すように、比較的厚めの基板に穴（貫通でもよいし貫通させなくてもよい）を開けて、その穴の壁面を囲いに利用するように構成してもよい。この場合、基板が遮蔽材として機能する。穴は、撮像基板５０２Ａおよびメイン基板６０２Ａの何れか一方であってもよいし双方であってもよい。穴の側壁は導電体で覆われていてもよいし、覆われてなくてもよい。後者の場合は、基板と空気の比誘電率の比によって、ミリ波は反射され穴の中に強く分布することになる。穴を貫通させる場合には、半導体チップ１０３，２０３の裏面にアンテナ１３６，２３６を配置する（取り付ける）とよい。穴を貫通させずに途中で止める（非貫通穴とする）場合、穴の底にアンテナ１３６，２３６を設置すればよい。
【０２８５】
穴の断面形状は、円形・三角・四角など任意である。四角の場合の一辺の長さは、図１２Ｃ（３）のＷに順ずる。円形の場合の直径は図１２Ｃ（４）のｒに順ずる。
【０２８６】
たとえば、図１２Ｄ（１）には、メイン基板６０２Ａに貫通孔を設けた場合の例が示されている。メイン基板６０２Ａ側のアンテナ１３６は半導体チップ１０３の裏面に取り付けられている。図１２Ｄ（２）には、メイン基板６０２Ａに穴を貫通させずに途中で止めて、穴の底にアンテナ１３６を設置した例が示されている。図１２Ｄ（３）には、撮像基板５０２Ａに貫通孔を設けた場合の例が示されている。撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６は半導体チップ２０３の裏面に取り付けられている。図示しないが、撮像基板５０２Ａに穴を貫通させずに途中で止めて、穴の底にアンテナ２３６を設置してもよい。
【０２８７】
図１２Ｄ（４）には、メイン基板６０２Ａに貫通孔を設けアンテナ１３６を半導体チップ１０３の裏面に取り付けるとともに、撮像基板５０２Ａに貫通孔を設けアンテナ２３６を半導体チップ２０３の裏面に取り付けた例が示されている。図示しないが、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの各穴（何れか一方または双方）は、途中で止めた非貫通穴でもよく、その場合は前述のように穴の底にアンテナ１３６，２３６を設置すればよい。
【０２８８】
誘電体伝送路９Ａおよび中空導波路９Ｌは、囲いによってミリ波が誘電体伝送路９Ａや中空導波路９Ｌの中に閉じ込められるため、ミリ波の伝送損失が少なく効率的に伝送できる、ミリ波の外部放射を抑える、ＥＭＣ対策がより楽になるなどの利点が得られる。
【０２８９】
第１例では、固体撮像装置５０５で取得される画像信号はミリ波変調信号としてメイン基板６０２Ａ側に伝送され、画像処理エンジン６０５へと伝達される。固体撮像装置５０５を動作させるための制御信号もミリ波変調信号として撮像基板５０２Ａ側に伝送される。さらに、撮像基板５０２Ａ上の各部を動作させるための電力もミリ波伝送とは異なる仕組みにより無線で供給することもできる。
【０２９０】
これによって、電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘ）を用いた場合と比べて、次のような利点が得られる。
【０２９１】
i）ミリ波信号へ変換されて伝送される信号に関しては、ケーブルを介して基板間で信号の伝送を行なう必要がなくなる。ミリ波伝送に置き換えた信号に関しては、無線伝送のため、電気的インタフェース９Ｚを使ったときのような機械的なストレスによる配線の劣化が発生しない。電気配線数を少なくできるので、ケーブルスペースを少なくでき、また、固体撮像装置５０５（を搭載した撮像基板５０２Ａ）を移動する駆動手段の負荷を減らすことができ、小型で消費電力の少ない振れ補正機構を持つ撮像装置５００にできる。
【０２９２】
ii）磁場の共鳴現象を利用する共鳴方式による電力の無線伝送を適用すると、ミリ波伝送との間で悪影響を与え合わずに、電力を含む全ての信号を無線伝送にすることもでき、ケーブル接続やコネクタ接続を踏襲する必要が無くなる。電気的インタフェース９Ｚを使ったときのような機械的なストレスによる配線の劣化の問題は完全に解消される。
【０２９３】
iii）無線伝送のため、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。
【０２９４】
iv）ミリ波帯は波長が短いため、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。
【０２９５】
v）ミリ波を用いた無線伝送や誘電体導波路内伝送を行なうことで、電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘ）を使ったときのようなＥＭＣ対策の必要性が低くなる。また、一般にカメラ内部で他にミリ波帯の周波数を使用しているデバイスも存在しないため、ＥＭＣ対策が必要な場合でも、そのＥＭＣ対策が容易に実現できる。
【０２９６】
vi）ミリ波通信は通信帯域を広く取れる。そのためデータレートを大きくとることが簡単にできる。ミリ波を用いた無線伝送や誘電体導波路内伝送を行なうと電気的インタフェース９Ｚを使ったときよりもデータレートをかなり大きくとれるので、固体撮像装置５０５の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にも簡単に対応できる。
【０２９７】
なお、本例と同様の振れ補正機能を持つ撮像装置５００内において、基板間の信号伝送を無線で行なう仕組みとして特許文献２の仕組みがある。しかしながら、特許文献２の仕組みと第１例では、次のような差異がある。
【０２９８】
ａ）特許文献２の光学的通信では、赤外ＬＥＤや赤外半導体レーザを用いるが、赤外ＬＥＤは帯域が狭く高速通信に向かないし、赤外半導体レーザは位置合せ精度が必要になる。受光範囲の広い受光素子を用いる場合は、大型の受光素子が必要になるが、大型の受光素子は低速であるし、レンズが必要になり、コストアップや配置制約の問題が起こる。受光素子を複数配置する場合は、コストアップになるし配置制約の問題が起こる。撮影後に撮像素子を所定位置に固定してから通信を行なう場合は、その制御が必要になり、時間的な制約が発生してしまう。これに対して、第１例では、これらの問題が無いことが前記の説明から理解される。
【０２９９】
ｂ）赤外ＬＥＤや半導体レーザはともに一般的にＧａＡｓ系であり、シリコンＳｉ系のＣＭＯＳ回路と１チップ化できず、高コストになる。これに対して、第１例のようにミリ波信号で伝送する仕組みでは、回路もアンテナもシリコンＳｉ上に作ることができ、他のＣＭＯＳ回路と一緒に１チップ化できるので、小型化や低コスト化が可能である。
【０３００】
ｃ）特許文献２の電磁波を介した通信では、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇを用いている。しかしながら、８０２．１１ａ／ｂ／ｇでは２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を使用しており、搬送周波数が低く高速通信に向かないしアンテナが大きく、実装上の問題がある。また、駆動系ノイズの影響を減らすために、振れ補正の動作を停止後に通信を行なう必要がある。
【０３０１】
これに対して、第１例では、これらの問題が無いことが前記の説明から理解される。たとえば、ミリ波は周波数が高くノイズの影響を受け難いので同時動作可能である。もちろん、停止後に通信してもよく、その場合、高速なので短時間で信号伝送ができ、停止時間を短くできる。
【０３０２】
＜ミリ波伝送構造：第２例＞
図１３〜図１３Ｂは、本実施形態のミリ波伝送構造の第２例を説明する図である。第２例は、第１例と同様に、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう撮像装置への適用例で、第３・第５実施形態の無線伝送システム１Ｃ，１Ｅの機能構成を実現するミリ波伝送構造の適用例である。以下では、第１例との相違点を中心に説明する。
【０３０３】
撮像基板５０２Ｂには、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃを実現するべく、固体撮像装置５０５の他に、信号生成部２０７、伝送路結合部２０８が搭載される。同様に、メイン基板６０２Ｂには、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃを実現するべく、信号生成部１０７、伝送路結合部１０８が搭載される。伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間はミリ波信号伝送路９によって結合される。これによって、撮像基板５０２Ｂ側からメイン基板６０２Ｂ側への信号伝送用のミリ波信号伝送路９_1とメイン基板６０２Ｂ側から撮像基板５０２Ｂ側への信号伝送用のミリ波信号伝送路９_2が別に設けられる。伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間でミリ波帯での信号伝送が双方向に行なわれる。
【０３０４】
なお、電力伝送も無線で行なう第５実施形態の無線伝送システム１Ｅを実現するには、メイン基板６０２Ｂには、さらに電力供給部が搭載される。同様に、撮像基板５０２Ｂには、第５実施形態の無線伝送システム１Ｅを実現するべく、さらに、電力受取部が搭載される。
【０３０５】
２つのアンテナ１３６，２３６間でミリ波通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、メイン基板６０２Ｂへと伝送される。また、固体撮像装置５０５を制御する各種の制御信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、撮像基板５０２Ｂへと伝送される。さらに、無線伝送システム１Ｅを実現する構成の場合には、固体撮像装置５０５や撮像駆動部への電力が、電力供給部と電力受取部を介することで無線により撮像基板５０２Ｂへと伝送される。
【０３０６】
ミリ波信号伝送路９としては、アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１３）、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態（図１３Ａ）、それらを組み合わせた形態（図１３Ｂ）の何れでもよい。アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態では、基板の法線方向に指向性を有するたとえばパッチアンテナを使用するとよい。アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態では、基板の平面方向に指向性を有するたとえばダイポールアンテナや八木宇田アンテナや逆Ｆ型アンテナなどを使用するとよい。
【０３０７】
ミリ波信号伝送路９のそれぞれは、図１３〜図１３Ｂの各（１）に示すように自由空間伝送路９Ｂでもよいが、図１３〜図１３Ｂの各（２），（３）に示すような誘電体伝送路９Ａや図１３，図１３Ｂの各（４）に示すような中空導波路９Ｌでもよい。
【０３０８】
自由空間伝送路９Ｂとする場合において、ミリ波信号伝送路９を近接して複数系統設ける場合は、好ましくは、各系統のアンテナ対の間での干渉を抑えるために、電波伝搬を妨げる構造物（ミリ波遮蔽材MY）を系統間に配置するのがよい。ミリ波遮蔽材MYは、メイン基板６０２Ｂおよび撮像基板５０２Ｂの何れか一方に配置してもよいし双方に配置してもよい。ミリ波遮蔽材MYを配置するか否かは、系統間の空間距離と干渉の度合いから決めればよい。干渉の度合いは送信電力とも関係するので、空間距離・送信電力・干渉の度合いを総合的に勘案して決めることになる。
【０３０９】
誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば、図１３〜図１３Ｂの各（２）に示すように、アンテナ１３６，２３６間を、たと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ことが考えられる。また誘電体伝送路９Ａの他の例としては、図１３〜図１３Ｂの各（３）に示すように、メイン基板６０２Ｂ上のアンテナ１３６の上に誘電体伝送路９Ａを固定して、撮像基板５０２Ｂのアンテナ２３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにしてもよい。なお、逆に、誘電体伝送路９Ａを撮像基板５０２Ｂ側に固定してもよい。この場合、メイン基板６０２Ｂのアンテナ１３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにする。これら誘電体伝送路９Ａに関しては、第１例と同様である。
【０３１０】
中空導波路９Ｌとしては、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の構造であればよい。たとえば、図１３，図１３Ｂの各（４）に示すように、周囲が遮蔽材の一例である導電体MZで囲まれ内部が中空の構造にする。また、中空導波路９Ｌは、図１３（５）に示すように、図１２Ｄの場合と同様に、比較的厚めの基板に貫通穴または非貫通穴を設けて、その穴の壁面を囲いに利用するように構成してもよい。これら中空導波路９Ｌに関しては第１例と同様である。
【０３１１】
第２例でも、固体撮像装置５０５で取得される画像信号はミリ波変調信号としてメイン基板６０２Ｂ側に伝送され、画像処理エンジン６０５へと伝達される。固体撮像装置５０５を動作させるための制御信号もミリ波変調信号として撮像基板５０２Ｂ側に伝送される。さらに、撮像基板５０２Ｂ上の各部を動作させるための電力もミリ波伝送とは異なる仕組みにより無線で供給することもできる。
【０３１２】
特に、第２例では、第３・第５実施形態の無線伝送システム１Ｃ，１Ｅの機能構成を適用するので、空間分割多重により、同一周波数帯域を同一時間に使用することができるため、通信速度を増加できるし信号伝送を同時に行なう双方向通信の同時性を担保できる。複数系統のミリ波信号伝送路９を構成することにより、全二重の伝送が可能となり、データ送受信の効率化を図ることができるし、同方向に複数の伝送チャネルを使用すれば通信速度の増加が可能となる。
【０３１３】
たとえば、図において、２系統のミリ波信号伝送路９の内の一方を撮像基板５０２Ｂ側からメイン基板６０２Ｂ側への撮像信号の伝送用に使用し、他方をメイン基板６０２Ｂ側から撮像基板５０２Ｂ側への制御信号の伝送用に使用してもよい。ミリ波信号伝送路９を２系統設けることで、双方向通信が可能となる。
【符号の説明】
【０３１４】
１…無線伝送システム、１００…第１通信装置、１０２…基板、１０３…半導体チップ、１０４…ＬＳＩ機能部、１０７…信号生成部、１０８…伝送路結合部、１１０…送信側信号生成部、１１３…多重化処理部、１１４…パラレルシリアル変換部、１１５…変調部、１１６…周波数変換部、１１７…増幅部、１２０…受信側信号生成部、１２４…増幅部、１２５…周波数変換部、１２６…復調部、１２７…シリアルパラレル変換部、１２８…単一化処理部、１３２…ミリ波送受信端子、１３４…ミリ波伝送路、１３６…アンテナ、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、２３２…ミリ波送受信端子、２３４…ミリ波伝送路、２３６…アンテナ、２７８…電力受取部、３００…変調機能部、３０２…混合回路、３０３…逓倍回路、３０４…送信側局部発振器、３０６…位相振幅調整回路、４００…復調機能部、４０２…混合回路、４０４…受信側局部発振器、４０６…位相振幅調整回路、４０８…注入同期検出回路、４２０…クロック再生回路、４５０…差動負性抵抗発振回路、４６０…タンク回路、５００…撮像装置、５０２…撮像基板（第２の基板）、５０５…固体撮像装置、５１０…振れ補正駆動部、５９０…筐体、６０２…メイン基板（第１の基板）、６０５…画像処理エンジン、９…ミリ波信号伝送路、９Ａ…誘電体伝送路、９Ｂ…自由空間伝送路、９Ｌ…中空導波路、MY…ミリ波遮蔽材、MZ…導電体（遮蔽材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。より詳細には、固体撮像装置（撮像素子）を移動させて振れ補正を行なう機能を持つ撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置（たとえばデジタルカメラ）において、操作者の手振れや操作者と撮像装置を一体とした振動などにより、撮影画像に乱れが発生する。たとえば、一眼レフタイプのデジタルカメラでは、撮影準備段階ではレンズを通った画像は主ミラーで反射し、カメラ上部のペンタプリズム部にある焦点板に結像し、使用者は焦点が合っているかを確認する。続いて撮影段階に移行すると主ミラーが光路から退避し、レンズを通った画像は固体撮像装置上に結像し記録される。すなわち、使用者は撮影段階においては直接固体撮像装置上で焦点が合っているかを確認することができず、万が一、固体撮像装置の光軸方向の位置が不安定だった場合は、焦点の合っていない画像を撮影することになる。
【０００３】
そこで、撮像装置において、このような撮影画像の乱れを抑制するため振れ補正機構（一般に手振れ補正機構と称される）として、たとえば、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう仕組みが知られている（特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１０９１９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５２４１８号公報
【０００５】
特許文献１の振れ補正機構では、固体撮像装置を搭載した基板（撮像基板と称する）と制御回路を搭載する基板（メイン基板と称する）をケーブルやフレキシブルプリント配線で接続している。信号伝送には、たとえばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）を用いることが知られている。
【０００６】
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、ＬＶＤＳでは、消費電力の増加、反射などによる信号歪みの影響の増加、不要輻射の増加、などの点で、限界に達してきている。
【０００７】
伝送データの大容量化・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容量や速度を落とすことが考えられる。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などが求められる。また、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。
【０００８】
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。
【０００９】
これに対して、特許文献２には、撮像基板とメイン基板間との間で行なわれる一部の信号の送受信を無線で行なうことによりケーブルを最小限にする仕組みを提案している。たとえば、特許文献２では、撮像基板とメイン基板との間のデジタル信号に変換された画像信号を無線伝送の対象にしている。無線通信方式としては、発光部と受光部との間で光を介して通信を行なう仕組み（請求項３〜５：光学的通信方式）と、送信部と受信部との間で電磁波を介して通信を行なう仕組み（請求項６：電磁波を変調する方式）の２つを提案している。
【００１０】
光を介した通信では、赤外ＬＥＤや赤外半導体レーザなどの発光素子を用いてＩｒＤＡが定めたＩｒＤＡ規格を適用することが提案されている。電磁波を介した通信では、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａ／１１ｂ／１１ｇなどを適用することや、これらの規格を簡略化した方式を適用することが提案されている。
【００１１】
また、特許文献２では、撮像基板が移動することに対応する仕組みが提案されている。たとえば、光学的通信方式では、撮像基板上の発光部が移動しても受光部が受光できるよう受光範囲の広い受光素子を選定することや、送信部の移動範囲と対向する位置に複数個の受光素子を配置することで、移動中に通信を行なうことが提案されている（段落５３）。また、振れ補正後に発光部と受光部が対向する位置まで撮像基板を移動させることが提案されている（段落６５）。また、移動中に通信を行なうのではなく、移動後、固定してから通信を行なうことで確実に通信可能にすることが提案されている（請求項５）。
【００１２】
電磁波を変調する方式では、受信部と送信部を互いに対向することなく配置できるので移動中の通信が基本的には可能であるが、振れ補正用の駆動系の電磁波ノイズの影響を減らすために、振れ補正の動作を停止させた後に通信を行なうことが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献２の仕組みは、電気配線を無線化して伝送する手法であり、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し得ると思われる。
【００１４】
しかしながら、特許文献２の仕組みでは、たとえば、次のような難点がある。
【００１５】
１）赤外ＬＥＤを用いる方式では帯域が狭く高速通信に向かないし、赤外半導体レーザは高速であるが位置合わせ精度が必要になる。また、これらはシリコン系の半導体集積回路と１チップ化できず高コストになる。
【００１６】
２）２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を適用したのでは、搬送周波数が低く、たと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など、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干渉し易いという問題点もある。また、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で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。
【００１７】
３）光学的通信方式および電磁波を変調する方式において、固体撮像装置を所定位置に固定してから通信を行なう場合には、その制御が必要であり、時間的な制約が発生する。
【００１８】
４）電源や高速制御信号は無線通信では伝送できないものとして扱い、弾性変形可能な帯状の部材で形成されたケーブルで接続している。電気配線数を少なくはできるけれども、ケーブル接続やコネクタ接続を踏襲せざるを得ないのが実情である。
【００１９】
なお、ここで示す特許文献２における問題は一例であり、後述のように、その他の問題もあることを付言しておく。
【００２０】
このように、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう機能を持つ撮像装置において、特許文献２に記載の仕組みを適用したのでは、依然として解決しなければならない難点がある。
【００２１】
本発明は、固体撮像装置を移動させる振れ補正機能を持つ撮像装置において、特許文献２の仕組みの問題点の少なくとも１つを解消しつつ、固体撮像装置を搭載した基板と他の基板の間の伝送対象の信号（全てとは限らない）を、電気配線によらずに伝送することのできる新たな仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一態様においては、第１の通信装置が搭載された第１の基板と、固体撮像装置と第２の通信装置が搭載され第１の基板との間で信号伝送を行なう第２の基板を備えるものとする。筐体の振れを検出しその検出結果に基づいて第１の基板を光軸に垂直な面内で移動させて振れ補正を行なう振れ補正部と、第１の通信装置と第２の通信装置の間でミリ波帯での情報伝送が可能なミリ波信号伝送路を備えるものとする。
【００２３】
第１の通信装置（第１のミリ波伝送装置）と第２の通信装置（第２のミリ波伝送装置）で、撮像装置内に、無線伝送装置（システム）を構成する。そして、比較的近距離に配置された第１の通信装置と第２の通信装置の間では、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ようにする。本発明の「無線伝送」とは、伝送対象の信号を電気配線ではなくミリ波で伝送することを意味する。
【００２４】
「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。本例の場合、撮像装置において、固体撮像装置が搭載された第２の基板と他の基板（第１の基板）との間でのミリ波信号伝送が該当する。
【００２５】
ミリ波信号伝送路を挟んで設けられる各通信装置においては、送信部と受信部が対となって組み合わされて配置される。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。たとえば、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の通信装置に送信部が配置され第２の通信装置に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の通信装置に送信部が配置され第１の通信装置に受信部が配置される。
【００２６】
たとえば、固体撮像装置で取得された撮像信号のみを伝送する場合であれば、第２の基板側を送信側とし第１の基板側を受信側とすればよい。固体撮像装置を制御するための信号（たとえば高速のマスタークロック信号や制御信号や同期信号）をのみを伝送する場合であれば、第１の基板側を送信側とし第２の基板側を受信側とすればよい。
【００２７】
送信部は、たとえば、伝送対象の信号を信号処理してミリ波の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の信号に変換する信号変換部）と、ミリ波の信号を伝送する伝送路（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の信号を結合させる送信側の信号結合部を備えるものとする。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。
【００２８】
たとえば、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の信号を生成する。原理的には、伝送対象の信号をダイレクトにミリ波の信号に変換することも考えられる。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の信号をミリ波信号伝送路に供給する。
【００２９】
一方、受信部は、たとえば、ミリ波信号伝送路を介して伝送されてきたミリ波の信号を受信する受信側の信号結合部と、受信側の信号結合部により受信されたミリ波の信号（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）を生成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。たとえば、受信側の信号生成部は復調回路を有し、ミリ波の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、ミリ波の信号からダイレクトに伝送対象の信号に変換することも考えられる。
【００３０】
つまり、第１の基板と第２の基板との間の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、ミリ波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）ようにする。好ましくは、少なくとも信号伝送（特に高速伝送が要求される撮像信号や高速のマスタークロック信号）に関しては、ミリ波信号により伝送するようにする。要するに、基板間において電気配線によって行なわれていた信号伝送をミリ波信号により行なうものである。ミリ波帯で信号伝送を行なうことで、Ｇｂｐｓオーダーの高速信号伝送を実現することができるようになるし、ミリ波信号の及ぶ範囲を容易に制限でき（その理由は実施形態で説明する）、この性質に起因する効果も得られる。
【００３１】
固体撮像装置を制御するための制御信号や同期信号などの高速伝送が要求されないものに関しても、ミリ波信号による通信インタフェースにより接点レスやケーブルレスで伝送するようにしてもよい。
【００３２】
つまり、本発明の一態様においては、振れ補正機能付きの撮像装置において、固体撮像装置が搭載された第２の基板と画像処理部や信号生成部などが搭載された第１の基板との間の撮像信号や固体撮像装置を制御するための各種の信号の伝送にミリ波信号伝送を用いるものである。
【００３３】
好ましくは、第２の基板側で使用する電力に関しても無線による伝送を行なうとよい。無線による電力伝送としてはたとえば、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採り得るが、好ましくは共鳴方式（特に磁場の共鳴現象を利用する方式）を採用するのがよい。
【００３４】
ここで、各信号結合部は、第１の通信装置と第２の通信装置がミリ波信号伝送路を介してミリ波の信号が伝送可能となるようにするものであればよい。たとえばアンテナ構造（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あってもよい。
【００３５】
「ミリ波の信号を伝送するミリ波信号伝送路」は、空気（いわゆる自由空間）であってもよいが、好ましくは、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つものがよい。その性質を積極的に利用することで、たとえば電気配線のようにミリ波信号伝送路の引回しを任意に確定することができる。
【００３６】
このような構造のものとしては、たとえば、ミリ波信号伝送可能な誘電体素材で構成されたもの（誘電体伝送路やミリ波誘電体内伝送路と称する）や、伝送路を構成し、かつ、ミリ波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ミリ波信号伝送路の引回しが可能となる。
【００３７】
因みに、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。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の一態様によれば、特許文献２の仕組みの問題点を解消しつつ、振れ補正機能の実現のために移動される撮像基板（第２の基板）と他の基板（第１の基板）の間で、電気配線によらずに、信号伝送を実現できる。一方向または双方向に、ミリ波の信号で、簡単かつ安価な構成で、通信装置間（つまり基板間）の信号インタフェースを構築できる。
【００３９】
信号伝送にミリ波帯を使用するので、光を使用する場合の問題は起きないし、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の電磁波を変調する方式の問題は起きないなど、特許文献２の仕組みの問題点を解消することができる。
【００４０】
たとえば、ミリ波帯を使用するので、近傍の他の電気配線に対して妨害を与えずに済み、電気配線（たとえばフレキシブルプリント配線）を使ったときのようなＥＭＣ対策の必要性が低くなる。
【００４１】
また、ミリ波帯を使用するので、電気配線（たと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にも簡単に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図１Ａ】第１実施形態の無線伝送システムにおける信号の多重化を説明する図である。
【図２】比較例の信号伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図３】第２実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図４】第３実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図４Ａ】空間分割多重の適正条件を説明する図である。
【図５】第４実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図６】第５実施形態の無線伝送システムの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【図７】変調機能部および復調機能部の第１例を説明する図である。
【図８】変調機能部とその周辺回路の第２例を説明する図である。
【図９】復調機能部とその周辺回路の第２例を説明する図である。
【図１０】注入同期の位相関係を説明する図である。
【図１１】多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。
【図１２】本実施形態のミリ波伝送構造に対する比較例を説明する図である。
【図１２Ａ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その１）である。
【図１２Ｂ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その２）である。
【図１２Ｃ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その３）である。
【図１２Ｄ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その４）である。
【図１３】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その１）である。
【図１３Ａ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その２）である。
【図１３Ｂ】本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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実施形態別に区別する際には、Ａ，Ｂ，Ｃ，…などのように大文字の英語の参照子を付して記載する。また、適宜、各機能要素を細分化して区別するべく参照子“_@”を付して記載することもある。特に区別しないで説明する際にはこれら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。
【００４４】
説明は以下の順序で行なう。
１．無線伝送システム：第１実施形態（高速信号をミリ波伝送）
２．無線伝送システム：第２実施形態（低速信号もミリ波伝送）
３．無線伝送システム：第３実施形態（空間分割多重）
４．無線伝送システム：第４実施形態（第２実施形態＋電力も無線伝送）
５．無線伝送システム：第５実施形態（第３実施形態＋電力も無線伝送）
６．変調と復調：第１例
７．変調と復調：第２例
８．多チャネル化と注入同期の関係
９．撮像装置におけるミリ波伝送構造：第１例（単一の伝送チャネル）
10．撮像装置におけるミリ波伝送構造：第２例（複数の伝送チャネル）
【００４５】
＜無線伝送システム：第１実施形態＞
図１〜図２は、第１実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図１は、第１実施形態の無線伝送システム１Ａの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。図１Ａは、第１実施形態の無線伝送システム１Ａにおける信号の多重化を説明する図である。図２は、比較例の信号伝送システム１Ｚの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【００４６】
［機能構成：第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の無線伝送システム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がミリ波信号伝送路９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ている。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ようにする。
【００４７】
通信装置１００，２００の組合せとしては、本実施形態においては、固体撮像装置を移動させる振れ補正機能を持つ撮像装置における撮像基板（第２の基板）との間で信号伝送を行なう他の基板（第１の基板）間の信号伝送への適用例を考える。他の基板としては、たとえば、撮像基板に搭載された固体撮像装置で得られた撮像信号を処理する画像処理部が搭載されたものや、撮像基板に搭載された固体撮像装置を制御するための信号を生成する制御信号生成部が搭載されたものが該当する。以下では、一例として画像処理部と制御信号生成部が同一の基板（メイン基板）に搭載されるものとして説明するが、このことは必須ではない。
【００４８】
第１通信装置１００Ａにはミリ波帯通信可能な半導体チップ１０３が設けられ、第２通信装置２００Ａにもミリ波帯通信可能な半導体チップ２０３が設けられている。
【００４９】
第１実施形態は、ミリ波帯での通信の対象となる信号を、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など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、従前と同様に、基板間を電気配線で接続をとるようにする。なお、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。
【００５０】
ミリ波信号への変換対象とする高速性や大容量性が求められるデータとしては、撮像装置における撮像基板とメイン基板間の信号伝送への適用例である本実施形態においては、たとえば、固体撮像装置で取得される撮像信号や撮像基板に供給される高速のマスタークロック信号などが該当する。高速のマスタークロック信号は、固体撮像装置を制御するための信号の一例である。撮像信号やマスタークロック信号を、搬送周波数が３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯の信号に変換して高速に伝送することでミリ波伝送システムを構築する。
【００５１】
［第１通信装置］
第１通信装置１００Ａは、基板１０２上に、ミリ波帯通信可能な半導体チップ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）を一体化したシステムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）である。図示しないが、ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７を一体化しない構成にしてもよい。別体にした場合には、その間の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。別体にする場合には、２つのチップ（ＬＳＩ機能部１０４と信号生成部１０７との間）を近距離に配置して、ワイヤーボンディング長を極力短く配線することで悪影響を低減するようにすることが好ましい。
【００５２】
信号生成部１０７と伝送路結合部１０８はデータの双方向性を持つ構成にする。このため、信号生成部１０７には送信側の信号生成部と受信側の信号生成部を設ける。伝送路結合部１０８は、送信側と受信側に各別に設けてもよいが、ここでは送受信に兼用されるものとする。
【００５３】
なお、第１実施形態の「双方向通信」は、ミリ波の伝送チャネルであるミリ波信号伝送路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と、周波数分割多重（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex ：図１Ａ）などが適用される。
【００５４】
時分割多重の場合、送信と受信の分離を時分割で行なうので、第１通信装置１００Ａから第２通信装置２００Ａへの信号伝送と第２通信装置２００Ａから第１通信装置１００Ａへの信号伝送を同時に行なう「双方向通信の同時性（一芯同時双方向伝送）」は実現されず、一芯同時双方向伝送は、周波数分割多重で実現される。しかし、周波数分割多重は、図１Ａ（１）に示すように、送信と受信に異なった周波数を用いるので、ミリ波信号伝送路９の伝送帯域幅を広くする必要がある。
【００５５】
半導体チップ１０３を直接に基板１０２上に搭載するのではなく、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３を搭載し、半導体チップ１０３を樹脂（たとえばエポキシ樹脂など）でモールドした半導体パッケージを基板１０２上に搭載するようにしてもよい。すなわち、インターポーザ基板はチップ実装用の基板をなし、インターポーザ基板上に半導体チップ１０３が設けられる。インターポーザ基板には、一定範囲（２〜１０程度）の比誘電率を有したたとえば熱強化樹脂と銅箔を組み合わせたシート部材を使用すればよい。
【００５６】
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、たとえば、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などを具備するアンテナ構造が適用される。なお、アンテナをチップに直接に形成する技術を適用することで、伝送路結合部１０８も半導体チップ１０３に組み込むようにすることもできる。
【００５７】
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、たとえば、相手方（本例では撮像基板）に送信したい各種の信号を処理する回路や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。撮像装置への適用例である本実施形態の場合、たとえば制御回路や画像処理回路などが収容される。
【００５８】
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、ミリ波信号伝送路９を介した信号伝送制御を行なう。
【００５９】
具体的には、信号生成部１０７は、送信側信号生成部１１０および受信側信号生成部１２０を有する。送信側信号生成部１１０と伝送路結合部１０８で送信部が構成され、受信側信号生成部１２０と伝送路結合部１０８で受信部が構成される。
【００６０】
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。なお、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。
【００６１】
受信側信号生成部１２０は、伝送路結合部１０８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１２４、周波数変換部１２５、復調部１２６、シリアルパラレル変換部１２７、単一化処理部１２８を有する。周波数変換部１２５と復調部１２６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。
【００６２】
パラレルシリアル変換部１１４とシリアルパラレル変換部１２７は、本実施形態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ものである場合に備えられ、シリアルインタフェース仕様のものである場合は不要である。
【００６３】
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、符号分割多重など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。第１実施形態の場合、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。
【００６４】
なお、時分割多重や符号分割多重の場合には、多重化処理部１１３はパラレルシリアル変換部１１４の前段に設けられ、１系統の信号に纏めてパラレルシリアル変換部１１４に供給すればよい。時分割多重の場合、複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ１）について時間を細かく区切ってパラレルシリアル変換部１１４に供給する切替スイッチを設ければよい。この多重化処理部１１３に対応して、第２通信装置２００側には、１系統に纏められている信号をＮ１系統の信号に戻す単一化処理部２２８が設けられる。
【００６５】
一方、周波数分割多重の場合には、図１Ａ（２）に示すように、それぞれ異なる周波数帯域Ｆ_@の範囲の周波数に変換してミリ波の信号を生成する必要がある。このため、たとえば、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を複数種の信号_@の別に設け、各増幅部１１７の後段に多重化処理部１１３として加算処理部を設けるとよい。そして、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_N1 のミリ波の電気信号を伝送路結合部１０８に供給するようにすればよい。
【００６６】
図１Ａ（２）から分かるように、複数系統の信号を周波数分割多重で１系統に纏める周波数分割多重では伝送帯域幅を広くする必要がある。送信（図の例では送信側信号生成部１１０側から受信側信号生成部２２０への系統）と受信（図の例では送信側信号生成部２１０側から受信側信号生成部１２０への系統）に異なった周波数を用いる場合は、図１Ａ（３），図１Ａ（４）に示すように、伝送帯域幅を一層広くする必要がある。
【００６７】
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。変調部１１５としては、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。たとえば、アナログ変調方式であれば、たとえば、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、たとえば、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。
【００６８】
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３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ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、第１実施形態の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３０ＧＨｚに限定されず、上限は３００ＧＨｚに限定されないことに基づく。
【００６９】
周波数変換部１１６としては様々な回路構成を採り得るが、たとえば、混合回路（ミキサー回路）と局部発振器とを備えた構成を採用すればよい。局部発振器は、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。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器が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部１１７に供給する。
【００７０】
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。
【００７１】
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ミリ波信号伝送路９に送信するとともに、ミリ波信号伝送路９からミリ波の信号を受信して受信側信号生成部１２０に出力する。
【００７２】
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）の一例または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、チップ内また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ミリ波信号伝送路を信号結合する部分をいう。
【００７３】
たとえば、アンテナ結合部は、少なくともアンテナ構造を備える。また、時分割多重で送受信を行なう場合には、伝送路結合部１０８にアンテナ切替部（アンテナ共用器）を設ける。
【００７４】
アンテナ構造は、ミリ波信号伝送路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ミリ波信号伝送路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。たとえば、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。アンテナ切替部を同一のチップ内に形成する場合は、アンテナ切替部を除いたアンテナ端子とマイクロストリップ線路が伝送路結合部１０８を構成するようになる。
【００７５】
アンテナは、ミリ波の信号の波長λに基づく長さ（たとえば６００μｍ程度）を有したアンテナ部材で構成され、ミリ波信号伝送路９に結合される。アンテナは、パッチアンテナの他に、プローブアンテナ（ダイポールなど）、ループアンテナ、小型アパーチャ結合素子（スロットアンテナなど）などが使用される。
【００７６】
第１通信装置１００Ａ側のアンテナと第２通信装置２００Ａ側のアンテナとが対向配置される場合は無指向性のものでよい。平面的にズレて配置される場合には指向性を有するものとするか、または反射部材を利用して進行方向を基板の厚さ方向から平面方向に変化させる、平面方向に進行させる誘電体伝送路を設けるなどの工夫をするのがよい。
【００７７】
送信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９に輻射する。また、受信側のアンテナはミリ波の信号に基づく電磁波をミリ波信号伝送路９から受信する。マイクロストリップ線路は、アンテナ端子とアンテナとの間を接続し、送信側のミリ波の信号をアンテナ端子からアンテナへ伝送し、また、受信側のミリ波の信号をアンテナからアンテナ端子へ伝送する。
【００７８】
アンテナ切替部はアンテナを送受信で共用する場合に用いられる。たとえば、ミリ波の信号を相手方である第２通信装置２００Ａ側に送信するときは、アンテナ切替部がアンテナを送信側信号生成部１１０に接続する。また、相手方である第２通信装置２００Ａ側からのミリ波の信号を受信するときは、アンテナ切替部がアンテナを受信側信号生成部１２０に接続する。アンテナ切替部は半導体チップ１０３と別にして基板１０２上に設けているが、これに限られることはなく、半導体チップ１０３内に設けてもよい。送信用と受信用のアンテナを別々に設ける場合はアンテナ切替部を省略できる。
【００７９】
ミリ波の伝搬路であるミリ波信号伝送路９は、自由空間伝送路でもよいが、好ましくは、導波管、伝送線路、誘電体線路、誘電体内などの導波構造で構成し、ミリ波帯域の電磁波を効率よく伝送させる特性を有するものとする。たとえば、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にするとよい。
【００８０】
「一定範囲」は、誘電体素材の比誘電率や誘電正接が、本実施形態の効果を得られる程度の範囲であればよく、その限りにおいて予め決められた値のものとすればよい。つまり、誘電体素材は、本実施形態の効果が得られる程度の特性を持つミリ波を伝送可能なものであればよい。誘電体素材そのものだけで決められず伝送路長やミリ波の周波数とも関係するので必ずしも明確に定められるものではないが、一例としては、次のようにする。
【００８１】
誘電体伝送路内にミリ波の信号を高速に伝送させるためには、誘電体素材の比誘電率は２〜１０（好ましくは３〜６）程度とし、その誘電正接は０．００００１〜０．０１（好ましくは０．００００１〜０．００１）程度とすることが望ましい。このような条件を満たす誘電体素材としては、たとえば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、エポキシ樹脂系、シリコーン系、ポリイミド系、シアノアクリレート樹脂系からなるものが使用できる。誘電体素材の比誘電率とその誘電正接のこのような範囲は、特段の断りのない限り、本実施形態で同様である。なお、ミリ波信号を伝送路に閉じ込める構成のミリ波信号伝送路９としては、誘電体伝送路の他に、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。遮蔽材は、金属部材などの導電体のものとすることで、導電体でない場合よりも確実に遮蔽ができる。
【００８２】
伝送路結合部１０８には受信側信号生成部１２０が接続される。受信側信号生成部１２０の増幅部１２４は、伝送路結合部１０８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１２５に供給する。周波数変換部１２５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１２６に供給する。復調部１２６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１２７に供給する。
【００８３】
シリアルパラレル変換部１２７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１２８に供給する。
【００８４】
単一化処理部１２８は、送信側信号生成部２１０の多重化処理部２１３と対応するものである。たとえば、多重化処理部２１３は、多重化処理部１１３と同様に、ＬＳＩ機能部２０４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（Ｎ２とする、Ｎ１との異同は不問）ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重など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。このような信号を第２通信装置２００から受信したとき、単一化処理部１２８は、多重化処理部１１３に対応する単一化処理部２２８と同様に、１系統に纏められている信号を複数種の信号_@（＠は１〜Ｎ２）に分離する。第１実施形態の場合、たとえば、１系統の信号に纏められているＮ２本のデータ信号を各別に分離してＬＳＩ機能部１０４に供給する。
【００８５】
なお、第２通信装置２００Ａにおいて、ＬＳＩ機能部２０４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（Ｎ２）ある場合、送信側信号生成部２１０において、周波数分割多重により１系統に纏められている場合がある。この場合には、周波数多重処理後の周波数帯域Ｆ_1＋…＋Ｆ_N2 のミリ波の電気信号を受信して周波数帯域Ｆ_@別に処理する必要がある。このため、増幅部１２４、周波数変換部１２５、復調部１２６、シリアルパラレル変換部１２７を複数種の信号_@の別に設け、各増幅部１２４の前段に単一化処理部１２８として周波数分離部を設けるとよい（図１Ａ（２）を参照）。そして、分離後の各周波数帯域Ｆ_@のミリ波の電気信号を対応する周波数帯域Ｆ_@の系統に供給するようにすればよい。
【００８６】
このように半導体チップ１０３を構成すると、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、また半導体チップ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。
【００８７】
なお、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には、パラレルシリアル変換部１１４およびシリアルパラレル変換部１２７を設けなくてもよい。
【００８８】
［第２通信装置］
第２通信装置２００Ａは、たとえば多重化処理部１１３との関係で単一化処理部２２８について既に説明し、また、単一化処理部１２８との関係で多重化処理部２１３について既に説明したように、その他についても、概ね第１通信装置１００Ａと同様の機能構成を備える。各機能部には２００番台の参照子を付し、第１通信装置１００Ａと同様・類似の機能部には第１通信装置１００Ａと同一の１０番台および１番台の参照子を付す。送信側信号生成部２１０と伝送路結合部２０８で送信部が構成され、受信側信号生成部２２０と伝送路結合部２０８で受信部が構成される。
【００８９】
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、たとえば、相手方（本例ではメイン基板）に送信したい各種の信号を処理する回路や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。撮像装置への適用例である本実施形態の場合、たとえば固体撮像装置や撮像駆動部などが収容される。
【００９０】
ここで、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、α）どこまで通信できるか（熱雑音に対してのＳ／Ｎの問題）、β）反射やマルチパスにどう対応するか、γ）妨害や他チャンネルとの干渉をどう抑えるかなど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などが用いられている。これに対して、本実施形態で使用する信号生成部１０７，２０７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などの使用周波数に比べて、より高い周波数帯のミリ波帯で使用され、波長λが短いため、周波数の再利用がし易く、近傍で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。
【００９１】
［接続と動作：第１実施形態］
第１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。たとえば、第１実施形態では、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、通信装置１００，２００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。
【００９２】
信号生成部１０７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には、たとえば、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、スロットラインなど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を介してミリ波信号伝送路９に供給される。
【００９３】
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はミリ波信号伝送路９と結合されており、ミリ波信号伝送路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。ミリ波信号伝送路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。ミリ波信号伝送路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、ミリ波信号伝送路９にはミリ波帯の電磁波が伝搬するようになる。
【００９４】
ミリ波信号伝送路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、ミリ波信号伝送路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、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。
【００９５】
たとえば、第１通信装置１００Ａが搭載されるメイン基板上の制御回路で生成された高周波のマスタークロック信号がミリ波に変換されて、ミリ波信号伝送路９を介して、第２通信装置２００Ａが搭載されている撮像基板に伝送される。第２通信装置２００Ａは、ミリ波を元のマスタークロック信号に変換して、マスタークロック信号に基づき、固体撮像装置を駆動する信号を生成する。
【００９６】
ここでは第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。たとえば、第２通信装置２００Ａが搭載される撮像基板上の固体撮像装置で得られた撮像信号がミリ波に変換されて、ミリ波信号伝送路９を介して、第１通信装置１００Ａが搭載されているメイン基板に伝送される。第１通信装置１００Ａは、ミリ波を元の撮像信号に変換して、記録や表示用の画像信号を取得する。
【００９７】
［機能構成：比較例］
図２に示すように、比較例の信号伝送システム１Ｚは、第１装置１００Ｚと第２装置２００Ｚが電気的インタフェース９Ｚを介して結合され信号伝送を行なうように構成されている。第１装置１００Ｚには電気配線を介して信号伝送可能な半導体チップ１０３Ｚが設けられ、第２装置２００Ｚにも電気配線を介して信号伝送可能な半導体チップ２０３Ｚが設けられている。第１実施形態のミリ波信号伝送路９を電気的インタフェース９Ｚに置き換えた構成である。
【００９８】
電気配線を介して信号伝送を行なうため、第１装置１００Ｚには信号生成部１０７および伝送路結合部１０８に代えて電気信号変換部１０７Ｚが設けられ、第２装置２００Ｚには信号生成部２０７および伝送路結合部２０８に代えて電気信号変換部２０７Ｚが設けられている。
【００９９】
第１装置１００Ｚにおいて、電気信号変換部１０７Ｚは、ＬＳＩ機能部１０４に対し、電気的インタフェース９Ｚを介した電気信号伝送制御を行なう。一方、第２装置２００Ｚにおいて、電気信号変換部２０７Ｚは、電気的インタフェース９Ｚを介してアクセスされ、ＬＳＩ機能部１０４側から送信されたデータを得る。
【０１００】
ここで、電気的インタフェース９Ｚを採用する比較例の信号伝送システム１Ｚでは、次のような問題がある。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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ことが考えられる。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、コネクタ部や電気的インタフェース９Ｚの物理サイズの増大などが求められ、それらの形状が複雑化し、これらの信頼性が低下し、コストが増大するなどの問題が起こる。
【０１０３】
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。たとえば、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。また、配線のインピーダンスの不整合などによる反射や共振によるものも不要輻射の原因となる。共振や反射があると、それは放射を伴い易く、ＥＭＩ（電磁誘導障害）の問題も深刻となる。このような問題を対策するために、撮像装置の構成が複雑化する。
【０１０４】
iv）ＥＭＣやＥＭＩ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。
【０１０５】
これに対して、第１実施形態の無線伝送システム１Ａは、比較例の電気信号変換部１０７Ｚ，２０７Ｚを、信号生成部１０７，２０７と伝送路結合部１０８，２０８に置き換えることで、電気配線ではなくミリ波で信号伝送を行なうようにしている。ＬＳＩ機能部１０４からＬＳＩ機能部２０４に対する信号は、ミリ波信号に変換され、ミリ波信号は伝送路結合部１０８，２０８間をミリ波信号伝送路９を介して伝送する。
【０１０６】
無線伝送のため、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やＥＭＩの問題から解消される。一般に、通信装置１００，２００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やＥＭＩの対策が容易に実現できる。
【０１０７】
また、第１通信装置１００と第２通信装置２００を近接した状態での無線伝送であり、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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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９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。
【０１１０】
３）無線伝送を管理するコントローラ（本例ではＬＳＩ機能部１０４）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、小型、低消費電力、高速化が可能になる。
【０１１１】
４）製造時や設計時に無線伝送環境を校正し、個体のばらつきなどを把握すれば、そのデータを参照して伝送することでより高品位の通信が可能になる。
【０１１２】
５）反射が存在していても、固定の反射であるので、小さい等価器（等化器）で容易にその影響を受信側で除去できる。等価器の設定も、プリセットや静的な制御で可能であり、実現が容易である。
【０１１３】
また、ミリ波通信であることで、次のような利点が得られる。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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く、後述の空間分割多重を実現し易い。
【０１１６】
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。
【０１１７】
ｄ）通常の無線通信では、搬送波の安定度については、干渉などを防ぐため、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）などが用いられ、回路規模が大きくなる。しかしながら、ミリ波では（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）、ミリ波は容易に遮蔽でき、外部に漏れないようにでき、安定度の低い搬送波を伝送に使用することができ、回路規模の増大を抑えることができる。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（詳細は後述する）を採用するのが好適である。
【０１１８】
＜無線伝送システム：第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図３は、第２実施形態の無線伝送システム１Ｂの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。
【０１１９】
第２実施形態は、高速性や大容量性が求められる信号に加えて、その他の低速・小容量で十分な信号も、ミリ波帯での通信の対象となる信号とし、電源に関してのみミリ波信号への変換対象としない。その他の低速・小容量で十分な信号としては、撮像装置への適用例である本実施形態では、撮像基板側へ送られる制御信号や水平・垂直同期信号などが該当する。制御信号や水平・垂直同期信号は、固体撮像装置を制御するための信号の一例である。
【０１２０】
第２実施形態の仕組みによれば、電源を除いて、全ての信号がミリ波で伝送される。ミリ波信号への変換対象としない電源については、前述の比較例と同様に、ＬＳＩ機能部１０４，２０４（基板）間で電気配線により接続をとるようにする。
【０１２１】
機能構成的には、ミリ波信号への変換対象とする信号が第１実施形態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。
【０１２２】
＜無線伝送システム：第３実施形態＞
図４〜図４Ａは、第３実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図４は、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃの信号インタフェースを機能構成面から説明する図である。図４Ａは、「空間分割多重」の適正条件を説明する図である。
【０１２３】
第３実施形態は、複数組の伝送路結合部１０８，２０８の対を用いることで、複数系統のミリ波信号伝送路９を備える点に特徴を有する。複数系統のミリ波信号伝送路９は、空間的に干渉しないように設置され、同一周波数で同一時間に通信を行なうことができるものとする。本実施形態では、このような仕組みを空間分割多重と称する。伝送チャネルの多チャネル化を図る際に、空間分割多重を適用しない場合は周波数分割多重を適用して各チャネルでは異なる搬送周波数を使用することが必要になるが、空間分割多重を適用すれば、同一の搬送周波数でも干渉の影響を受けずに伝送できるようになる。
【０１２４】
「空間分割多重」とは、ミリ波信号（電磁波）を伝送可能な３次元空間において、複数系統のミリ波信号伝送路９を形成するものであればよく、自由空間中に複数系統のミリ波信号伝送路９を構成することに限定されない。たとえば、ミリ波信号（電磁波）を伝送可能な３次元空間が誘電体素材（有体物）から構成されている場合に、その誘電体素材中に複数系統のミリ波信号伝送路９を形成するものでもよい。また、複数系統のミリ波信号伝送路９のそれぞれも、自由空間であることに限定されず、誘電体伝送路や中空導波路などの形態を採ってよい。
【０１２５】
空間分割多重では、同一周波数帯域を同一時間に使用することができるため、通信速度を増加できるし、また、第１通信装置１００Ｃから第２通信装置２００ＣへのＮ１チャネル分の信号伝送と、第２通信装置２００Ｃから第１通信装置１００ＣへのＮ２チャネル分の信号伝送を同時に行なう双方向通信の同時性を担保できる。特に、ミリ波は、波長が短く距離による減衰効果を期待でき、小さいオフセット（伝送チャネルの空間距離が小さい場合）でも干渉が起き難く、場所により異なった伝搬チャネルを実現し易い。
【０１２６】
図４に示すように、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃは、ミリ波伝送端子、ミリ波伝送線路、アンテナなどを具備する伝送路結合部１０８，２０８を「Ｎ１＋Ｎ２」系統有するとともに、ミリ波信号伝送路９を「Ｎ１＋Ｎ２」系統有する。それぞれには、参照子“_@”（＠は１〜Ｎ１＋Ｎ２）を付す。これにより、送受信に対するミリ波伝送を独立して行なう全二重の伝送方式が実現できる。
【０１２７】
第１通信装置１００Ｃは、多重化処理部１１３および単一化処理部１２８を取り外し、第２通信装置２００Ｃは、多重化処理部２１３および単一化処理部２２８を取り外している。この例では、電源供給を除く全ての信号をミリ波で伝送する対象にしている。なお、図１Ａ（２）に示した周波数分割多重と似通っているが、送信側信号生成部１１０および受信側信号生成部２２０はＮ１系統分が設けられ、送信側信号生成部２１０および受信側信号生成部１２０はＮ２系統分が設けられることになる。
【０１２８】
各系統の搬送周波数は同一でもよいし異なっていてもよい。たとえば、誘電体伝送路や中空導波路の場合はミリ波が内部に閉じこめられるのでミリ波干渉を防ぐことができ、同一周波数でも全く問題ない。自由空間伝送路の場合は、自由空間伝送路同士がある程度隔てられていれば同一でも問題ないが、近距離の場合には異なっていた方がよい。
【０１２９】
たとえば、図４Ａ（１）に示すように、自由空間の伝播損失Ｌは、距離をｄ、波長をλとして“Ｌ［ｄＢ］＝１０ｌｏｇ10（（４πｄ／λ）2）…（Ａ）”で表すことができる。
【０１３０】
図４Ａに示すように、空間分割多重の通信を２種類考える。図では送信器を「ＴＸ」、受信器を「ＲＸ」で示している。参照子「_100」は第１通信装置１００側であり、参照子「_200」は第２通信装置２００側である。図４Ａ（２）は、第１通信装置１００に、２系統の送信器ＴＸ_100_1，ＴＸ_100_2を備え、第２通信装置２００に、２系統の受信器ＲＸ_200_1，ＲＸ_200_2を備える。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が送信器ＴＸ_100_1と受信器ＲＸ_200_1の間および送信器ＴＸ_100_2と受信器ＲＸ_200_2の間で行なわれる。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が２系統で行なわれる態様である。
【０１３１】
一方、図４Ａ（３）は、第１通信装置１００に、送信器ＴＸ_100と受信器ＲＸ_100を備え、第２通信装置２００に、送信器ＴＸ_200と受信器ＲＸ_200を備える。つまり、第１通信装置１００側から第２通信装置２００側への信号伝送が送信器ＴＸ_100と受信器ＲＸ_200の間で行なわれ、第２通信装置２００側から第１通信装置１００側への信号伝送が送信器ＴＸ_200と受信器ＲＸ_100の間で行なわれる。送信用と受信用に別の通信チャネルを使用する考え方で、同時に双方からデータの送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）が可能な全二重通信（Full Duplex ）の態様である。
【０１３２】
ここで、指向性のないアンテナを使用して、必要ＤＵ［ｄＢ］（所望波と不要波の比）を得るために必要なアンテナ間距離ｄ1と空間的なチャネル間隔（具体的には自由空間伝送路９Ｂの離隔距離）ｄ2の関係は、式（Ａ）より、“ｄ2／ｄ1＝１０(DU/20)…（Ｂ）”となる。
【０１３３】
たとえば、ＤＵ＝２０ｄＢの場合は、ｄ2／ｄ1＝１０となり、ｄ2はｄ1の１０倍必要となる。通常は、アンテナにある程度の指向性があるため、自由空間伝送路９Ｂの場合であっても、ｄ2をもっと短く設定することができる。
【０１３４】
たとえば、通信相手のアンテナとの距離が近ければ、各アンテナの送信電力は低く抑えることができる。送信電力が十分低く、アンテナ対同士が十分離れた位置に設置できれば、アンテナ対の間での干渉は十分低く抑えることができる。特に、ミリ波通信では、ミリ波の波長が短いため、距離減衰が大きく回折も少ないため、空間分割多重を実現し易い。たとえば、自由空間伝送路９Ｂであっても、空間的なチャネル間隔（自由空間伝送路９Ｂの離隔距離）ｄ2を、アンテナ間距離ｄ1の１０倍よりも少なく設定することができる。
【０１３５】
ミリ波閉込め構造を持つ誘電体伝送路や中空導波路の場合、内部にミリ波を閉じこめて伝送できるので、空間的なチャネル間隔（自由空間伝送路の離隔距離）ｄ2を、アンテナ間距離ｄ1の１０倍よりも少なくでき、特に、自由空間伝送路９Ｂとの対比ではチャネル間隔をより近接させることができる。
【０１３６】
たとえば、双方向通信を実現するには、空間分割多重の他に、第１実施形態で説明したように時分割多重を行なう方式や周波数分割多重などが考えられる。
【０１３７】
第１実施形態では、１系統のミリ波信号伝送路９を有し、データ送受信を実現する方式として、時分割多重により送受信を切り替える半二重方式、周波数分割多重により送受信を同時に行なう全二重方式の何れかが採用される。
【０１３８】
ただし、時分割多重の場合は、送信と受信とを並行して行なうことができないという問題がある。また、図１Ａに示したように、周波数分割多重の場合は、ミリ波信号伝送路９の帯域幅を広くしなければならないという問題がある。
【０１３９】
これに対して、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃでは、複数の信号伝送系統（複数チャネル）において、搬送周波数の設定を同一にでき、搬送周波数の再利用（複数チャネルで同一周波数を使用すること）が容易になる。ミリ波信号伝送路９の帯域幅を広くしなくても信号の送受信を同時に実現できる。また、同方向に複数の伝送チャネルを使用して、同一周波数帯域を同一時間に使用すると通信速度の増加が可能となる。
【０１４０】
Ｎ種（Ｎ＝Ｎ１＝Ｎ２）のベースバンド信号に対してミリ波信号伝送路９がＮ系統の場合に、双方向の送受信を行なうには、送受信に関して時分割多重や周波数分割多重を適用すればよい。また、２Ｎ系統のミリ波信号伝送路９を使用すれば、双方向の送受信に関しても別系統のミリ波信号伝送路９を使用した（全て独立の伝送路を使用した）伝送を行なうことができる。つまり、ミリ波帯での通信の対象となる信号がＮ種ある場合に、時分割多重、周波数分割多重、符号分割多重などの多重化処理を行なわなくても、それらを２Ｎ系統の各別のミリ波信号伝送路９で伝送することもできる。
【０１４１】
＜無線伝送システム：第４実施形態＞
図５は、第４実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図５は、第４実施形態の無線伝送システム１Ｄの信号インタフェースを機能構成面から説明する図であり、第２実施形態に対する変形例である。
【０１４２】
第４実施形態の無線伝送システム１Ｄでは、高速性や大容量性が求められる信号やその他の低速・小容量で十分なものをミリ波で伝送する第２実施形態をベースに、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２００Ｄが搭載される撮像基板側で使用する電力を無線により第１通信装置１００Ｄから供給する仕組みを追加している。
【０１４３】
第１通信装置１００Ｄは、第２通信装置２００Ｄにて使用される電力を無線で供給する電力供給部１７４を備える。電力供給部１７４の仕組みについては後述する。
【０１４４】
第２通信装置２００Ｄは、第１通信装置１００Ｄ側から無線で伝送されてきた電力を受け取る電力受取部２７８を備える。電力受取部２７８の仕組み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２００Ｄ側で使用する電源電圧を生成し、それを半導体チップ２０３などに供給する。
【０１４５】
機能構成的には、電力も無線で伝送する点が第２実施形態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。電力伝送を無線で実現する仕組みとしては、たとえば、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採用する。この方法を用いれば、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、ケーブルレスのシステム構成にできる。電源を含む全ての信号を、第１通信装置１００Ｄから第２通信装置２００Ｄへ無線で伝送できるようになる。図５は、磁場による共鳴方式を採用した構成で示している。
【０１４６】
たとえば、電磁誘導方式は、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、共振および平滑用のコンデンサなどを設ける。たとえば、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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
電磁誘導方式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。電磁誘導方式は。伝送可能な電力が大きいが、前述のように送受間を近接（たとえば１ｃｍ以下）させる必要がある。
【０１４９】
電波受信方式は、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（たと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（たとえばショットキーダイオード）を使用するのが好ましい。なお、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方式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（たと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。
【０１５０】
共鳴方式は、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、電磁波でなく電場また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のである。
【０１５１】
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。たとえば、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。
【０１５２】
図５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）の双方には、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。たとえば、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方式と似通ってはいるが、電力供給部１７４と電力受取部２７８の間を電磁誘導方式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。
【０１５３】
共鳴方式の場合は、電場、磁場の何れの共鳴現象を利用するかに拘らず、電磁場の波長λとアンテナとなる部品の寸法（電場では誘電体の円板の半径、磁場ではループの半径）、送電可能な最大距離（アンテナ間距離Ｄ）がおおよそ比例する。換言すると、振動させる周波数と同じ周波数の電磁波の波長λ、アンテナ間距離Ｄ、アンテナ半径ｒの比をほぼ一定に保つことが肝要となる。また、近接場での共鳴現象であるため、波長λはアンテナ間距離Ｄよりも十分に大きくし、アンテナ半径ｒはアンテナ間距離Ｄより小さ過ぎないようにすることが肝要となる。
【０１５４】
電場の共鳴方式は、磁場よりも送電距離が短く、発熱が少ないが、障害物があると電磁波による損失が大きくなる。磁場の共鳴方式は、人間などの誘電体の静電容量の影響を受けず、電磁波による損失が少なく、電場よりも送電距離が長い。電場の共鳴方式の場合は、ミリ波帯よりも低周波を使用する場合は回路基板側で使用している信号との干渉（ＥＭＩ）を考慮する必要があるし、また、ミリ波帯を使用する場合は信号に関してのミリ波信号伝送との間での干渉を考慮する必要がある。磁場の共鳴方式の場合は、基本的に電磁波でのエネルギ流出は少ないし、波長もミリ波帯と異なるようにできるので、回路基板側やミリ波信号伝送との間での干渉問題から解放される。
【０１５５】
基本的には、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れも本実施形態に採用し得るのであるが、本実施形態では、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方式を採用している。たとえば、電磁誘導方式の電力供給効率は、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。本実施形態のように、振れ補正機能を持つ撮像装置への適用を考えた場合、撮像基板と他の基板の相対位置が振れ補正機能により変動するので、電磁誘導方式の採用は難点がある。電波受信方式や電場による共鳴方式ではＥＭＩ（干渉）を考慮する必要がある。その点、磁場による共鳴方式では、これらの問題から解放される。
【０１５６】
なお、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の各方式については、たとえば、下記の参考文献１，２を参照するとよい。
参照文献１：“Ｃｏｖｅｒ Ｓｔｏｒｙ 特集 ついに電源もワイヤレス”、日経エレクトロニクス２００７年３月２６日号、日経ＢＰ社、ｐ９８−１１３
参照文献２：“論文 電力を無線伝送する技術を開発，実験で６０Ｗの電球を点灯”、日経エレクトロニクス２００７年１２月３日号、日経ＢＰ社、ｐ１１７−１２８
【０１５７】
＜無線伝送システム：第５実施形態＞
図６は、第５実施形態の無線伝送システムにおける信号インタフェースを説明する図である。ここで、図６は、第５実施形態の無線伝送システム１Ｅの信号インタフェースを機能構成面から説明する図であり、第５実施形態に対する変形例である。
【０１５８】
第５実施形態は、第３実施形態の仕組みをベースにして、さらに、パワー伝送を要する電源に関しても無線で伝送する点に特徴を有する。つまり、第２通信装置２００Ｅが搭載される撮像基板側で使用する電力を無線により第１通信装置１００Ｅから供給する仕組みを追加している。電源、つまり電力を無線で伝送する仕組みは、第４実施形態で説明したように、電磁誘導方式、電波受信方式、共鳴方式の何れかを採用する。ここでも、第４実施形態と同様に、磁場による共鳴方式を採用した構成で示している。
【０１５９】
第１通信装置１００Ｅは、第２通信装置２００Ｅにて使用される電力を無線で供給する電力供給部１７４を備える。電力供給部１７４としては、磁場による共鳴方式を採用するべく、ＬＣ共振器を有する。
【０１６０】
第２通信装置２００Ｅは、第１通信装置１００Ｅ側から無線で伝送されてきた電力を受け取る電力受取部２７８を備える。電力受取部２７８としては、磁場による共鳴方式を採用するべく、ＬＣ共振器を有する。
【０１６１】
機能構成的には、電力伝送の系統と信号伝送の系統を備える点が第３実施形態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。この方法を用いれば、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、ケーブルレスのシステム構成にできる。
【０１６２】
＜変調および復調：第１例＞
図７は、通信処理系統における変調機能部および復調機能部の第１例を説明する図である。
【０１６３】
［変調機能部：第１例］
図７（１）には、送信側に設けられる第１例の変調機能部８３００Ｘの構成が示されている。伝送対象の信号（たとえば１２ビットの画像信号）はパラレルシリアル変換部１１４により、高速なシリアル・データ系列に変換され変調機能部８３００Ｘに供給される。
【０１６４】
変調機能部８３００Ｘとしては、変調方式に応じて様々な回路構成を採り得るが、たとえば、振幅や位相を変調する方式であれば、周波数混合部８３０２と送信側局部発振部８３０４を備えた構成を採用すればよい。
【０１６５】
送信側局部発振部８３０４（第１の搬送信号生成部）は、変調に用いる搬送信号（変調搬送信号）を生成する。周波数混合部８３０２（第１の周波数変換部）は、パラレルシリアル変換部８１１４（パラレルシリアル変換部１１４と対応）からの信号で送信側局部発振部８３０４が発生するミリ波帯の搬送波と乗算（変調）してミリ波帯の変調信号を生成して増幅部８１１７（増幅部１１７と対応）に供給する。変調信号は増幅部８１１７で増幅されアンテナ８１３６から放射される。
【０１６６】
［復調機能部：第１例］
図７（２）には、受信側に設けられる第１例の復調機能部８４００Ｘの構成が示されている。復調機能部８４００Ｘは、送信側の変調方式に応じた範囲で様々な回路構成を採用し得るが、ここでは、変調機能部８３００Ｘの前記の説明と対応するように、振幅や位相が変調されている方式の場合で説明する。
【０１６７】
第１例の復調機能部８４００Ｘは、２入力型の周波数混合部８４０２（ミキサー回路）を備え、受信したミリ波信号（の包絡線）振幅の二乗に比例した検波出力を得る自乗検波回路を用いる。なお、自乗検波回路に代えて自乗特性を有しない単純な包絡線検波回路を使用することも考えられる。図示した例では、周波数混合部８４０２の後段にフィルタ処理部８４１０とクロック再生部８４２０（ＣＤＲ：クロック・データ・リカバリ ／Clock Data Recovery）とシリアルパラレル変換部８１２７（Ｓ−Ｐ：シリアルパラレル変換部１２７と対応）が設けられている。フィルタ処理部８４１０には、たとえば低域通過フィルタ（ＬＰＦ）が設けられる。
【０１６８】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波受信信号は可変ゲイン型の増幅部８２２４（増幅部２２４と対応）に入力され振幅調整が行なわれた後に復調機能部８４００Ｘに供給される。振幅調整された受信信号は周波数混合部８４０２の２つの入力端子に同時に入力され自乗信号が生成され、フィルタ処理部８４１０に供給される。周波数混合部８４０２で生成された自乗信号は、フィルタ処理部８４１０の低域通過フィルタで高域成分が除去されることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が生成され、クロック再生部８４２０に供給される。
【０１６９】
クロック再生部８４２０（ＣＤＲ）は、このベースバンド信号を元にサンプリング・クロックを再生し、再生したサンプリング・クロックでベースバンド信号をサンプリングすることで受信データ系列を生成する。生成された受信データ系列はシリアルパラレル変換部８２２７（Ｓ−Ｐ）に供給され、パラレル信号（たとえば１２ビットの画像信号）が再生される。クロック再生の方式としては様々な方式があるがたとえばシンボル同期方式を採用する。
【０１７０】
［第１例の問題点］
ここで、第１例の変調機能部８３００Ｘと復調機能部８４００Ｘで無線伝送システムを構成する場合、次のような難点がある。
【０１７１】
先ず、発振回路については、次のような難点がある。たとえば、野外（屋外）通信においては、多チャンネル化を考慮する必要がある。この場合、搬送波の周波数変動成分の影響を受けるため、送信側の搬送波の安定度の要求仕様が厳しい。筐体内信号伝送や機器間信号伝送において、ミリ波でデータを伝送するに当たり、送信側と受信側に、屋外の無線通信で用いられているような通常の手法を用いようとすると、搬送波に安定度が要求され、周波数安定度数がｐｐｍ（parts per million ）オーダー程度の安定度の高いミリ波の発振回路が必要となる。
【０１７２】
周波数安定度が高い搬送信号を実現するためには、たとえば、安定度の高いミリ波の発振回路をシリコン集積回路（ＣＭＯＳ：Complementary Metal-oxide Semiconductor ）上に実現することが考えられる。しかしながら、通常のＣＭＯＳで使われるシリコン基板は絶縁性が低いため、容易にＱ値（Quality Factor）の高いタンク回路が形成できず、実現が容易でない。たとえば、参考文献Ａに示されているように、ＣＭＯＳチップ上でインダクタンスを形成した場合、そのＱ値は３０〜４０程度になってしまう。
【０１７３】
参考文献Ａ：A. Niknejad, “mm-Wave Silicon Technology 60GHz and Beyond”（特に3.1.2 Inductors pp70〜71）, ISBN 978-0-387-76558-7
【０１７４】
よって、安定度の高い発振回路を実現するには、たとえば、発振回路の本体部分が構成されているＣＭＯＳ外部に水晶振動子などで高いＱ値のタンク回路を設けて低い周波数で発振させ、その発振出力を逓倍してミリ波帯域へ上げるという手法を採ることが考えられる。しかし、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）などの配線による信号伝送をミリ波による信号伝送に置き換える機能を実現するのに、このような外部タンクを全てのチップに設けることは好ましくない。
【０１７５】
ＯＯＫ（On-Off-Keying ）のような振幅を変調する方式を用いれば、受信側では包絡線検波をすればよいので、発振回路が不要になりタンク回路の数を減らすことはできる。しかしながら、信号の伝送距離が長くなると受信振幅が小さくなり、包絡線検波の一例として自乗検波回路を用いる方式では、受信振幅が小さくなることの影響が顕著になり信号歪みが影響してくるので不利である。換言すると、自乗検波回路は、感度的に不利である。
【０１７６】
周波数安定度数高い搬送信号を実現するための他の手法として、たとえば、高い安定度の周波数逓倍回路やＰＬＬ回路などを使用することが考えられるが、回路規模が増大してしまう。たとえば、参考文献Ｂには、プッシュ−プッシュ（Push-push ）発振回路を使うことで６０ＧＨｚ発振回路をなくし、小さくはしているが、これでもまだ３０ＧＨｚの発振回路や分周器、位相周波数検出回路（Phase Frequency Detector：ＰＦＤ）、外部のレファレンス（この例では１１７ＭＨｚ）などが必要で、明らかに回路規模が大きい。
【０１７７】
参考文献Ｂ：“A 90nm CMOS Low-Power 60GHz Tranceiver with Intergrated Baseband Circuitry”，ISSCC 2009／SESSION 18/RANGING AND Gb/s COMMUNICATION /18.5，2009 IEEE International Solid-State Circuits Conference，pp314〜316
【０１７８】
自乗検波回路は受信信号から振幅成分しか取り出せないので、用いることのできる変調方式は振幅を変調する方式（たとえばＯＯＫなどのＡＳＫ）に限られ、位相や周波数を変調する方式の採用が困難となる。位相変調方式の採用が困難になると言うことは、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができないということに繋がる。
【０１７９】
また、周波数分割多重方式により多チャンネル化を実現する場合に、自乗検波回路を用いる方式では、次のような難点がある。受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタを自乗検波回路の前段に配置する必要があるが、急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではない。また、急峻なバンドパスフィルタを用いた場合は送信側の搬送周波数の安定度についても要求仕様が厳しくなる。
【０１８０】
＜変調および復調：第２例＞
図８〜図１０は、通信処理系統における変調機能および復調機能の第２例を説明する図である。ここで、図８は、送信側に設けられる変調機能部８３００（変調部１１５，２１５と周波数変換部１１６，２１６）とその周辺回路で構成される送信側信号生成部８１１０（送信側の通信部）の第２例を説明する図である。図９は、受信側に設けられる復調機能部８４００（周波数変換部１２５，２２５と復調部１２６，２２６）とその周辺回路で構成される受信側信号生成部８２２０（受信側の通信部）の第２例を説明する図である。図１０は注入同期の位相関係を説明する図である。
【０１８１】
前述の第１例における問題に対する対処として、第２例の復調機能部８４００は、注入同期（インジェクションロック）方式を採用する。
【０１８２】
注入同期方式にする場合には、好ましくは、受信側での注入同期がし易くなるように変調対象信号に対して予め適正な補正処理を施しておく。典型的には、変調対象信号に対して直流近傍成分を抑圧してから変調する、つまり、ＤＣ（直流）を含む低域成分を抑圧（カット）してから変調することで、搬送周波数fc近傍の変調信号成分ができるだけ少なくなるようにし、受信側での注入同期がし易くなるようにしておく。デジタル方式の場合、たとえば同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべくＤＣフリー符号化を行なう。
【０１８３】
また、ミリ波帯に変調された信号（変調信号）と合わせて、変調に使用した搬送信号と対応する受信側での注入同期の基準として使用される基準搬送信号も送出するのが望ましい。基準搬送信号は、送信側局部発振部８３０４から出力される変調に使用した搬送信号と対応する周波数と位相（さらに好ましくは振幅も）が常に一定（不変）の信号であり、典型的には変調に使用した搬送信号そのものであるが、少なくとも搬送信号に同期していればよく、これに限定されない。たとえば、変調に使用した搬送信号と同期した別周波数の信号（たとえば高調波信号）や同一周波数ではあるが別位相の信号（たとえば変調に使用した搬送信号と直交する直交搬送信号）でもよい。
【０１８４】
変調方式や変調回路によっては、変調回路の出力信号そのものに搬送信号が含まれる場合（たとえば標準的な振幅変調やＡＳＫなど）と、搬送波を抑圧する場合（搬送波抑圧方式の振幅変調やＡＳＫやＰＳＫなど）がある。よって、送信側からミリ波帯に変調された信号と合わせて基準搬送信号も送出するための回路構成は、基準搬送信号の種類（変調に使用した搬送信号そのものを基準搬送信号として使用するか否か）や変調方式や変調回路に応じた回路構成を採ることになる。
【０１８５】
［変調機能部：第２例］
図８には、変調機能部８３００とその周辺回路の第２例が示されている。変調機能部８３００（周波数混合部８３０２）の前段に変調対象信号処理部８３０１が設けられている。図８に示す各例は、デジタル方式の場合に対応した構成例を示しており、変調対象信号処理部８３０１は、パラレルシリアル変換部８１１４から供給されたデータに対して、同符号の連続によってＤＣ成分が発生してしまうことを解消するべく、８−９変換符号化（８Ｂ／９Ｂ符号化）や８−１０変換符号化（８Ｂ／１０Ｂ符号化）やスクランブル処理などのＤＣフリー符号化を行なう。図示しないが、アナログ変調方式では変調対象信号に対してハイパスフィルタ処理（またはバンドパスフィルタ処理）をしておくのがよい。
【０１８６】
８−１０変換符号化では、８ビットデータを１０ビット符号に変換する。たとえば、１０ビット符号として１０２４通りの中から”１”と”０”の個数のなるべく等しいものをデータ符号に採用することでＤＣフリー特性を有するようにする。データ符号に採用しない一部の１０ビット符号は、たとえば、アイドルやパケット区切りなどを示す特殊な符号として用いる。スクランブル処理では、たとえば、１０ＧＢａｓｅ−Ｘファミリ（ＩＥＥＥ８０２．３ａｅなど）で採用されている６４Ｂ／６６Ｂ符号化が知られている。
【０１８７】
ここで、図８（１）に示す基本構成１は、基準搬送信号処理部８３０６と信号合成部８３０８を設けて、変調回路（第１の周波数変換部）の出力信号（変調信号）と基準搬送信号を合成（混合）するという操作を行なう。基準搬送信号の種類や変調方式や変調回路に左右されない万能な方式と言える。ただし、基準搬送信号の位相によっては、合成された基準搬送信号が受信側での復調時に直流オフセット成分として検出されベースバンド信号の再現性に影響を与えることもある。その場合は、受信側で、その直流成分を抑制する対処をとるようにする。換言すると、復調時に直流オフセット成分を除去しなくても良い位相関係の基準搬送信号にするのがよい。
【０１８８】
基準搬送信号処理部８３０６では、必要に応じて送信側局部発振部８３０４から供給された変調搬送信号に対して位相や振幅を調整し、その出力信号を基準搬送信号として信号合成部８３０８に供給する。たとえば、本質的には周波数混合部８３０２の出力信号そのものには周波数や位相が常に一定の搬送信号を含まない方式（周波数や位相を変調する方式）の場合や、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号として使用する場合に、この基本構成１が採用される。
【０１８９】
この場合、変調に使用した搬送信号の高調波信号や直交搬送信号を基準搬送信号に使用することができるし、変調信号と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる。すなわち、増幅部８１１７では変調信号の振幅に着目した利得調整を行ない、このときに同時に基準搬送信号の振幅も調整されるが、注入同期との関係で好ましい振幅となるように基準搬送信号処理部８３０６で基準搬送信号の振幅のみを調整できる。
【０１９０】
なお、基本構成１では、信号合成部８３０８を設けて変調信号と基準搬送信号を合成しているが、このことは必須ではなく、図８（２）に示す基本構成２のように、変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８１３６_1，８１３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信側に送ってもよい。基本構成２では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側に送出でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０１９１】
基本構成１，２の場合、変調に使用した搬送信号（換言すると送出される変調信号）と基準搬送信号の振幅や位相を各別に調整できる利点がある。したがって、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される基準搬送信号の軸（基準搬送軸）を、同相ではなく、異なる位相にして復調出力に直流オフセットが発生しないようにするのに好適な構成と言える。
【０１９２】
周波数混合部８３０２の出力信号そのものに周波数や位相が常に一定の搬送信号が含まれ得る場合には、基準搬送信号処理部８３０６や信号合成部８３０８を具備しない図８（３）に示す基本構成３を採用し得る。周波数混合部８３０２によりミリ波帯に変調された変調信号のみを受信側に送出し、変調信号に含まれる搬送信号を基準搬送信号として扱えばよく、周波数混合部８３０２の出力信号にさらに別の基準搬送信号を加えて受信側に送る必要はない。たとえば、振幅を変調する方式（たとえばＡＳＫ方式）の場合に、この基本構成３が採用され得る。このとき、好ましくは、ＤＣフリー処理を行なっておくのが望ましい。
【０１９３】
ただし、振幅変調やＡＳＫにおいても、周波数混合部８３０２を積極的に搬送波抑圧方式の回路（たとえば平衡変調回路や二重平衡変調回路）にして、基本構成１，２のように、その出力信号（変調信号）と合わせて基準搬送信号も送るようにしてもよい。
【０１９４】
なお、位相や周波数を変調する方式の場合にも、図８（４）に示す基本構成４のように、変調機能部８３００（たとえば直交変調を使用する）でミリ波帯に変調（周波数変換）した変調信号のみを送出することも考えられる。しかしながら、受信側で注入同期がとれるか否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係し、適用範囲に制限がある。
【０１９５】
基本構成１〜４の何れも、図中に点線で示すように、受信側での注入同期検出結果に基づく情報を受信側から受け取り、変調搬送信号の周波数やミリ波（特に受信側で注入信号に使用されるもの：たとえば基準搬送信号や変調信号）や基準搬送信号の位相を調整する仕組みを採ることができる。受信側から送信側への情報の伝送はミリ波で行なうことは必須ではなく、有線・無線を問わず任意の方式でよい。
【０１９６】
基本構成１〜４の何れも、送信側局部発振部８３０４を制御することで変調搬送信号（や基準搬送信号）の周波数が調整される。
【０１９７】
基本構成１，２では、基準搬送信号処理部８３０６や増幅部８１１７を制御することで基準搬送信号の振幅や位相が調整される。なお、基本構成１では、送信電力を調整する増幅部８１１７により基準搬送信号の振幅を調整することも考えられるが、その場合は変調信号の振幅も一緒に調整されてしまう難点がある。
【０１９８】
振幅を変調する方式（アナログの振幅変調やデジタルのＡＳＫ）に好適な基本構成３では、変調対象信号に対する直流成分を調整するか、変調度（変調率）を制御することで、変調信号中の搬送周波数成分（基準搬送信号の振幅に相当）が調整される。たとえば、伝送対象信号に直流成分を加えた信を変調する場合を考える。この場合において、変調度を一定にする場合、直流成分を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。また、直流成分を一定にする場合、変調度を制御することで基準搬送信号の振幅が調整される。
【０１９９】
ただしこの場合、信号合成部８３０８を使用するまでもなく、周波数混合部８３０２から出力される変調信号のみを受信側に送出するだけで、自動的に、搬送信号を伝送対象信号で変調した変調信号と変調に使用した搬送信号とが混合された信号となって送出される。必然的に、変調信号の伝送対象信号を載せる変調軸と同じ軸（つまり変調軸と同相で）に基準搬送信号が載ることになる。受信側では、変調信号中の搬送周波数成分が基準搬送信号として注入同期に使用されることになる。ここで、詳細は後述するが、位相平面で考えたとき、伝送対象情報を載せる変調軸と注入同期に使用される搬送周波数成分（基準搬送信号）の軸が同相となり、復調出力には搬送周波数成分（基準搬送信号）に起因する直流オフセットが発生する。
【０２００】
［復調機能部：第２例］
図９には、復調機能部８４００とその周辺回路の第２例が示されている。本実施形態の復調機能部８４００は、受信側局部発振部８４０４を備え、注入信号を受信側局部発振部８４０４に供給することで、送信側で変調に使用した搬送信号に対応した出力信号を取得する。典型的には送信側で使用した搬送信号に同期した発振出力信号を取得する。そして、受信したミリ波変調信号と受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく復調用の搬送信号（復調搬送信号：再生搬送信号と称する）を周波数混合部８４０２で乗算する（同期検波する）ことで同期検波信号を取得する。この同期検波信号はフィルタ処理部８４１０で高域成分の除去が行なわれることで送信側から送られてきた入力信号の波形（ベースバンド信号）が得られる。以下、第１例と同様である。
【０２０１】
周波数混合部８４０２は、同期検波により周波数変換（ダウンコンバート・復調）を行なうことで、たとえばビット誤り率特性が優れる、直交検波に発展させることで位相変調や周波数変調を適用できるなどの利点が得られる。
【０２０２】
受信側局部発振部８４０４の出力信号に基づく再生搬送信号を周波数混合部８４０２に供給して復調するに当たっては、位相ズレを考慮する必要があり、同期検波系において位相調整回路を設けることが肝要となる。たとえば、参考文献Ｃに示されているように、受信した変調信号と受信側局部発振部８４０４で注入同期により出力される発振出力信号には、位相差があるからである。
【０２０３】
参考文献Ｃ：L. J. Paciorek, “Injection Lock of Oscillators”, Proceeding of the IEEE, Vol. 55 NO. 11, November 1965 ，pp1723〜1728
【０２０４】
この例では、その位相調整回路の機能だけでなく注入振幅を調整する機能も持つ位相振幅調整部８４０６を復調機能部８４００に設けている。位相調整回路は、受信側局部発振部８４０４への注入信号、受信側局部発振部８４０４の出力信号の何れに対して設けても良く、その両方に適用してもよい。受信側局部発振部８４０４と位相振幅調整部８４０６で、変調搬送信号と同期した復調搬送信号を生成して周波数混合部８４０２に供給する復調側（第２）の搬送信号生成部が構成される。
【０２０５】
図中に点線で示すように、周波数混合部８４０２の後段には、変調信号に合成された基準搬送信号の位相に応じて（具体的には変調信号と基準搬送信号が同相時）、同期検波信号に含まれ得る直流オフセット成分を除去する直流成分抑制部８４０７を設ける。
【０２０６】
ここで、参考文献Ｃに基づけば、受信側局部発振部８４０４の自走発振周波数をｆｏ（ωｏ）、注入信号の中心周波数（基準搬送信号の場合はその周波数）をｆｉ（ωｉ）、受信側局部発振部８４０４への注入電圧をＶｉ、受信側局部発振部８４０４の自走発振電圧をＶｏ、Ｑ値（Quality Factor）をＱとすると、ロックレンジを最大引込み周波数範囲Δｆｏmax で示す場合、式（Ａ）で規定される。式（Ａ）より、Ｑ値がロックレンジに影響を与え、Ｑ値が低い方がロックレンジが広くなることが分かる。
【０２０７】
Δｆｏmax ＝ｆｏ／（２＊Ｑ）＊（Ｖｉ／Ｖｏ）＊１／ｓｑｒｔ（１−（Ｖｉ／Ｖｏ）＾２）…（Ａ）
【０２０８】
式（Ａ）より、注入同期により発振出力信号を取得する受信側局部発振部８４０４は、注入信号の内のΔｆｏmax 内の成分にはロック（同期）し得るが、Δｆｏmax 外の成分にはロックし得ず、バンドパス効果を持つと言うことが理解される。たとえば、周波数帯域を持った変調信号を受信側局部発振部８４０４に供給して注入同期により発振出力信号を得る場合、変調信号の平均周波数（搬送信号の周波数）に同期した発振出力信号が得られ、Δｆｏmax 外の成分は取り除かれるようになる。
【０２０９】
ここで、受信側局部発振部８４０４に注入信号を供給するに当たっては、図９（１）に示す基本構成１のように、受信したミリ波信号を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。この場合、Δｆｏmax 内に変調信号の周波数帯域が存在することは好ましくない。つまり、注入同期に不要な周波数成分も受信側局部発振部８４０４に供給され得るので注入同期が取り難いことが懸念される。しかしながら、送信側で予め、変調対象信号に対して低域成分を抑圧（ＤＣフリー符号化などを）してから変調することで、搬送周波数近傍に変調信号成分が存在しないようにしておけば、基本構成１でも差し支えない。
【０２１０】
また、図９（２）に示す基本構成２のように、周波数分離部８４０１を設け、受信したミリ波信号から変調信号と基準搬送信号を周波数分離し、分離した基準搬送信号成分を注入信号として受信側局部発振部８４０４に供給することが考えられる。注入同期に不要な周波数成分を予め抑制してから供給するので、注入同期が取り易くなる。
【０２１１】
図９（３）に示す基本構成３は、送信側が図８（２）に示す基本構成２を採っている場合に対応するものである。変調信号と基準搬送信号を各別のアンテナ８２３６_1，８２３６_2で、好ましくは干渉を起さないように各別のミリ波信号伝送路９で受信する方式である。受信側の基本構成３では、振幅も常に一定の基準搬送信号を受信側局部発振部８４０４に供給でき、注入同期の取り易さの観点では最適の方式と言える。
【０２１２】
図９（４）に示す基本構成４は、送信側が位相や周波数を変調する方式の場合に図８（４）に示す基本構成４を採っている場合に対応するものである。構成としては基本構成１と同様になっているが、復調機能部８４００の構成は、実際には、直交検波回路など位相変調や周波数変調に対応した復調回路とされる。
【０２１３】
アンテナ８２３６で受信されたミリ波信号は図示を割愛した分配器（分波器）で周波数混合部８４０２と受信側局部発振部８４０４に供給される。受信側局部発振部８４０４は、注入同期が機能することで、送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を出力する。
【０２１４】
ここで、受信側で注入同期がとれる（送信側で変調に使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得できる）か否かは、注入レベル（注入同期方式の発振回路に入力される基準搬送信号の振幅レベル）や変調方式やデータレートや搬送周波数なども関係する。また、変調信号は注入同期可能な帯域外となるようにしておくことが肝要であり、そのためには送信側でＤＣフリー符号化をしておくことで、変調信号の中心（平均的な）周波数が搬送周波数に概ね等しく、また、中心（平均的な）位相が概ねゼロ（位相平面上の原点）に等しくなるようにするのが望ましい。
【０２１５】
たとえば、参考文献Ｄには、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。ＢＰＳＫ方式では、入力信号のシンボル時間Ｔに応じて受信側局部発振部８４０４への注入信号は１８０度の位相変化が起こる。その場合でも受信側局部発振部８４０４が注入同期できるためには受信側局部発振部８４０４の最大引込み周波数範囲幅をΔｆｏmax とすると、シンボル時間ＴはＴ＞１／（２Δｆｏmax ）を満たしていることが必要とされる。このことは、シンボル時間Ｔは余裕をもって短く設定されていなければならないことを意味するが、このように短いシンボル時間Ｔの方がよいと言うことは、データレートを高くするとよいことを意味し、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０２１６】
参考文献Ｄ： P. Edmonson, et al., ”Injection Locking Techniques for a 1-GHz Digital Receiver Using Acoustic-Wave Devices”, IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 39, No. 5, September, 1992，pp631〜637
【０２１７】
また、参考文献Ｅには、８ＰＳＫ（8-Phase Shift Keying）方式で変調された変調信号そのものを注入信号に使用する例が開示されている。この参考文献Ｅにおいても、注入電圧や搬送周波数が同じ条件であればデータレートが高い方が注入同期し易いことが示されており、やはり、高速なデータ転送を目指す用途においては都合がよい。
【０２１８】
参考文献Ｅ：Tarar, M.A.; Zhizhang Chen、“A Direct Down-Conversion Receiver for Coherent Extraction of Digital Baseband Signals Using the Injection Locked Oscillators”、Radio and Wireless Symposium, 2008 IEEE、Volume , Issue , 22-24 Jan. 2008 、pp57〜60
【０２１９】
基本構成１〜４の何れにおいても、式（Ａ）に基づき、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを制御することでロックレンジを制御するようにする。換言すると、注入同期がとれるように、注入電圧Ｖｉや自走発振周波数ｆｏを調整することが肝要となる。たとえば、周波数混合部８４０２の後段（図の例では直流成分抑制部８４０７の後段）に注入同期制御部８４４０を設け、周波数混合部８４０２で取得された同期検波信号（ベースバンド信号）に基づき注入同期の状態を判定し、その判定結果に基づいて、注入同期がとれるように、調整対象の各部を制御する。
【０２２０】
その際には、受信側で対処する手法と、図中に点線で示すように、送信側に制御に資する情報（制御情報のみに限らず制御情報の元となる検知信号など）を供給して送信側で対処する手法の何れか一方またはその併用を採り得る。受信側で対処する手法は、ミリ波信号（特に基準搬送信号成分）をある程度の強度で伝送しておかないと受信側で注入同期がとれないという事態に陥るので、消費電力や干渉耐性の面で難点があるが、受信側だけで対処できる利点がある。
【０２２１】
これに対して、送信側で対処する手法は、受信側から送信側への情報の伝送が必要になるものの、受信側で注入同期がとれる最低限の電力でミリ波信号を伝送でき消費電力を低減できる、干渉耐性が向上するなどの利点がある。
【０２２２】
筐体内信号伝送や機器間信号伝送において注入同期方式を適用することにより、次のような利点が得られる。送信側の送信側局部発振部８３０４は、変調に使用する搬送信号の周波数の安定度の要求仕様を緩めることができる。注入同期する側の受信側局部発振部８４０４は式（Ａ）より明らかなように、送信側の周波数変動に追従できるような低いＱ値であることが必要である。
【０２２３】
このことは、タンク回路（インダクタンス成分とキャパシタンス成分）を含む受信側局部発振部８４０４の全体をＣＭＯＳ上に形成する場合に都合がよい。受信側では、受信側局部発振部８４０４はＱ値の低いものでもよいが、この点は送信側の送信側局部発振部８３０４についても同様であり、送信側局部発振部８３０４は周波数安定度が低くてもよく、Ｑ値の低いものでもよい。
【０２２４】
ＣＭＯＳは微細化が今後さらに進み、その動作周波数はさらに上昇する。より高帯域で小型の伝送システムを実現するには、高い搬送周波を使うことが望まれる。本例の注入同期方式は、発振周波数安定度についての要求仕様を緩めることができるため、より高い周波数の搬送信号を容易に用いることができる。
【０２２５】
高い周波数ではあるが周波数安定度が低くてもよい（換言するとＱ値の低いものでもよい）ということは、高い周波数で安定度も高い搬送信号を実現するために、高い安定度の周波数逓倍回路やキャリア同期のためのＰＬＬ回路などを使用することが不要で、より高い搬送周波数でも、小さな回路規模で簡潔に通信機能を実現し得るようになる。
【０２２６】
受信側局部発振部８４０４により送信側で使用した搬送信号に同期した再生搬送信号を取得して周波数混合部８４０２に供給し同期検波を行なうので、周波数混合部８４０２の前段に波長選択用のバンドパスフィルタを設けなくてもよい。受信周波数の選択動作は、事実上、送受信の局部発振回路を完全に同期させる（つまり、注入同期がとれるようにする）制御を行なえばよく、受信周波数の選択が容易である。ミリ波帯であれば注入同期に要する時間も低い周波数比べて短くて済み、受信周波数の選択動作を短時間で済ませることができる。
【０２２７】
送受信の局部発振回路が完全に同期するため、送信側の搬送周波数の変動成分が打ち消されるので、位相変調など様々な変調方式が容易に適用できる。たとえば、デジタル変調では、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying ）変調や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation ）変調などの位相変調が広く知られている。これらの位相変調方式は、ベースバンド信号と搬送波との間で直交変調を行なうものである。直交変調では、入力データをＩ相とＱ相のベースバンド信号にし直交変調を施す、つまりＩ相信号とＱ相信号によりＩ軸とＱ軸の各搬送信号に対して各別に変調を施す。参考文献Ｅに記載のような８ＰＳＫ変調での適用に限らず、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭのような直交変調方式でも注入同期を適用可能であり、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げることができる。
【０２２８】
注入同期を適用すれば、同期検波との併用により、波長選択用のバンドパスフィルタを受信側で使用しなくても、多チャンネル化や全二重の双方向化を行なう場合などのように複数の送受信ペアが同時に独立な伝送をする場合でも干渉の問題の影響を受け難くなる。
【０２２９】
［注入信号と発振出力信号との関係］
図１０には、注入同期における各信号の位相関係が示されている。ここでは、基本的なものとして、注入信号（ここでは基準搬送信号）の位相は変調に使用した搬送信号の位相と同相である場合で示す。
【０２３０】
受信側局部発振部８４０４の動作としては、注入同期モードと増幅器モードの２つを採り得る。注入同期方式を採用する上では、基本的な動作としては、注入同期モードで使用し、特殊なケースで増幅器モードを使用する。特殊なケースは、基準搬送信号を注入信号に使用する場合に、変調に使用した搬送信号と基準搬送信号の位相が異なる（典型的には直交関係にある）場合である。
【０２３１】
受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作する場合、図示のように、受信した基準搬送信号SQと注入同期により受信側局部発振部８４０４から出力される発振出力信号SCには位相差がある。周波数混合部８４０２にて直交検波をするには、この位相差を補正する必要がある。図から分かるように、受信側局部発振部８４０４の出力信号に対して変調信号SIの位相とほぼ一致するように位相振幅調整部８４０６で位相調整を行なう位相シフト分は図中の「θ−φ」である。
【０２３２】
換言すると、位相振幅調整部８４０６は、受信側局部発振部８４０４が注入同期モードで動作しているときの出力信号Ｖout の位相を、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と注入同期したときの出力信号Ｖout との位相差「θ−φ」の分を相殺するように位相シフトすればよい。因みに、受信側局部発振部８４０４への注入信号Ｓinj と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がθであり、注入同期したときの受信側局部発振部８４０４の出力信号Ｖout と受信側局部発振部８４０４の自走出力Ｖｏとの位相差がφである。
【０２３３】
＜多チャネル化と注入同期の関係＞
図１１は、多チャネル化と注入同期の関係を説明する図である。図１１（１）に示すように、多チャンネル化は、異なる搬送周波数を異なる通信送受対が用いればよい、つまり周波数分割多重で多チャンネル化は実現される。全二重双方向化も異なる搬送周波数を用いれば容易に実現でき、撮像装置の筐体内で複数の半導体チップ（つまり送信側信号生成部１１０と受信側信号生成部２２０）が独立して通信するような状況も実現できる。
【０２３４】
たとえば、図１１（２）〜（４）に示すように、２つの送受信ペアが同時に独立な伝送をしているときを考える。ここで、図１１（２）に示すように、自乗検波方式を適用した場合は、先にも説明したが、周波数多重方式での多チャンネル化には受信側の周波数選択のためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が必要となる。急峻なバンドパスフィルタを小型に実現するのは容易ではないし、選択周波数を変更するためには可変バンドパスフィルタが必要となる。送信側における時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響を受けるため、変調方式は周波数変動成分Δの影響を無視できるようなもの（たとえばＯＯＫ）などに限られ、変調信号を直交化してデータ伝送レートを上げると言うことも困難である。
【０２３５】
小型化のため受信側にキャリア同期のＰＬＬを持たない場合、たとえば図１１（３）に示すように、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートして自乗検波することが考えられる。この場合、十分に高いＩＦに周波数変換するブロックを加えることにより、バンドパスフィルタなしに受信する信号を選択できるが、その分回路が複雑になる。送信側における周波数変動成分Δだけでなく、受信側のダウンコンバートにおける時間的に変動する周波数成分（周波数変動成分Δ）の影響も受ける。このため、変調方式は、周波数変動成分Δの影響を無視できるように、振幅情報を取り出すもの（たとえばＡＳＫやＯＯＫなど）に限られる。
【０２３６】
これに対して、図１１（４）に示すように、注入同期方式を適用すれば、送信側局部発振回路３０４と受信側局部発振部８４０４が完全に同期するため、様々な変調方式が容易に実現できる。キャリア同期のためのＰＬＬも不要で回路規模も小さくて済み、受信周波数の選択も容易になる。加えて、ミリ波帯域の発振回路は低い周波数より時定数の小さいタンク回路を使って実現できるので、注入同期に要する時間も低い周波数比べて短くて済み、高速の伝送に向いている。このように、注入同期方式を適用することで、通常のベースバンド信号によるチップ間の信号に比べて、伝送速度を容易に高速化でき、入出力の端子数を削減することができる。ミリ波の小型アンテナをチップ上に構成することもでき、チップからの信号の取出し方に著しく大きな自由度を与えることもできる。さらに、注入同期によって送信側の周波数変動成分Δが打ち消されるので、位相変調（たとえば直交変調）など様々な変調が可能となる。
【０２３７】
周波数分割多重による多チャンネル化を実現する場合でも、受信側では、送信側で変調に使用した搬送信号と同期した信号を再生して同期検波により周波数変換を行なうことで、搬送信号の周波数変動Δがあってもその影響（いわゆる干渉の影響）を受けずに伝送信号を復元できる。図１１（４）に示すように、周波数変換回路（ダウンコンバータ）の前段に周波数選択フィルタとしてのバンドパスフィルタを入れなくても済む。
【０２３８】
＜ミリ波伝送構造：第１例＞
図１２〜図１２Ｄは、本実施形態のミリ波伝送構造の第１例を説明する図である。ここで、図１２は、比較例を示し、図１２Ａ〜図１２Ｄは、第１例のミリ波伝送構造を示す。
【０２３９】
第１例は、第１・第２・第４実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂ，１Ｄの機能構成を実現するミリ波伝送構造の適用例である。特に、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう撮像装置への適用例で、第２通信装置２００Ａが固体撮像装置を搭載した撮像基板５０２Ａで、第１通信装置１００Ａが制御回路や画像処理回路などを搭載したメイン基板６０２Ａであるシステム構成への適用例である。
【０２４０】
撮像装置（たとえばデジタルカメラ）において、操作者の振れや操作者と撮像装置を一体とした振動などにより、撮影画像に乱れが発生する。たとえば、一眼レフタイプのデジタルカメラでは、撮影準備段階ではレンズを通った画像は主ミラーで反射し、カメラ上部のペンタプリズム部にある焦点板に結像し、使用者は焦点が合っているかを確認する。続いて撮影段階に移行すると主ミラーが光路から退避し、レンズを通った画像は固体撮像装置上に結像し記録される。すなわち、使用者は撮影段階においては直接固体撮像装置上で焦点が合っているかを確認することができず、万が一、固体撮像装置の光軸方向の位置が不安定だった場合は、焦点の合っていない画像を撮影することになる。
【０２４１】
そこで、撮像装置において、このような撮影画像の乱れを抑制するため振れ補正機構（一般に振れ補正機構と称される）とし、たとえば、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう仕組みが知られている。第１例およびその比較例においてもこの方式を採用する。
【０２４２】
固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう振れ補正機構は、レンズ鏡胴内のレンズを駆動させずに固体撮像装置自体を光軸に垂直な面内でシフトさせる。たとえば、本体内に振れ補正機構のあるカメラにおいては、カメラ本体の振れを検出すると、その振れに応じて固体撮像装置を本体内で移動させ、固体撮像装置上に結像する像が固体撮像装置上では不動となるように制御される。この方法は、固体撮像装置を平行に移動させて振れ補正を行なうので、専用の光学系が不要であり、固体撮像装置は軽量であり、特にレンズの交換を行なう撮像装置に適する。
【０２４３】
［比較例］
たとえば、図１２（１）に、撮像装置５００Ｘ（カメラ）を横（または上や下）から見た断面図を示す。筐体５９０（装置本体）が振れるとレンズ５９２を通して入射する光線の焦点位置がズレる。撮像装置５００Ｘは振れを検出して、焦点位置のズレが生じないように振れ補正駆動部５１０（モータやアクチュエータなど）で固体撮像装置５０５（を搭載した撮像基板５０２Ｘ）を適応的に移動させて、振れ補正を行なう。このような振れ補正の仕組みは公知技術であるので詳細な説明を割愛する。
【０２４４】
図１２（２）に撮像基板５０２Ｘの平面図を示す。固体撮像装置５０５はハッチングで示している撮像基板５０２Ｘと一体的に本体内で、周辺に配置された振れ補正駆動部５１０により、図中の上下左右に数ｍｍ移動する構造となっている。固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ｘは、一般にフレキシブルプリント配線のような可撓性の配線（電気的インタフェース９Ｚ）によって半導体装置である画像処理エンジン６０５（制御回路や制御信号生成部や画像処理回路などを収容）を搭載したメイン基板６０２Ｘと接続される。
【０２４５】
図１２（２）の例では、２枚のフレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2が電気的インタフェース９Ｚの一例として用いられている。フレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2の別の一端は、図１２（１）に示した画像処理エンジン６０５を搭載したメイン基板６０２Ｘと接続される。固体撮像装置５０５が出力する画像信号がフレキシブルプリント配線９Ｘ_1，９Ｘ_2を経由して画像処理エンジン６０５に伝送される。
【０２４６】
図１２（３）に、撮像基板５０２Ｘとメイン基板６０２Ｘの信号インタフェースの機能構成図を示す。この例では、固体撮像装置５０５の出力する画像信号は、１２ビットのｓｕｂＬＶＤＳ（Sub-Low Voltage Differential Signaling）信号として画像処理エンジン６０５に伝送されている。
【０２４７】
また、画像処理エンジン６０５からの制御信号や同期信号などのその他の低速信号（たとえばシリアル入出制御信号ＳＩＯ，クリア信号ＣＬＲ）、電源部から供給される電源などもフレキシブルプリント配線９Ｘを介して伝達される。
【０２４８】
しかしながら、固体撮像装置５０５を移動させて振れ補正を行なう場合、次のような問題がある。
【０２４９】
i）振れ補正機構そのものの小型化に加え、固体撮像装置を搭載した撮像基板とその他の回路を搭載した基板（メイン基板）を接続する電気的インタフェース９Ｚ（電気配線、ケーブル）に、移動に対応する分の余裕が必要となる。そのため、撓ませた電気的インタフェース９Ｚを収納するスペースが必要になり、このような余分なスペースを確保することが小型化を進める上での障害になる。たとえば、フレキシブルプリント配線９Ｘの形状や長さの制約から、レイアウトに対する制限が発生するし、フレキシブルプリント配線９Ｘ用のコネクタの形状やピン配置も同様に、レイアウトに対する制限を発生してしまう。
【０２５０】
ii）電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘなど）は一端が可動する固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ｘに接続されている。そのため、機械的ストレスの影響により劣化が発生する可能性がある。
【０２５１】
iii）有線で高速な信号を伝送するため、ＥＭＣ対策が必要となる。
【０２５２】
iv）固体撮像装置５０５の高精細化やフレームレートの高速化によって画像信号がますます高速化するが、配線１本当たりのデータレートに制限があり、配線１本では対処できなくなる。そのため、データレートをより高速にしようとすると、先にも述べたように、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ことが考えられる。しかしながら、この対処では、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９Ｚの物理サイズの増大などの問題が起こる。
【０２５３】
［第１例］
そこで、第１例では、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの間の信号インタフェースに関して、信号（好ましくは電力供給も含めた全信号）を、ミリ波で伝送する新たな仕組みを提案する。以下、具体的に説明する。
【０２５４】
たとえば、固体撮像装置５０５はＣＣＤ（Charge Coupled Device ）で、その駆動部（水平ドライバや垂直ドライバ）も含めて撮像基板５０２Ａに搭載する場合や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor ）センサの場合が該当する。
【０２５５】
図１２Ａ〜図１２Ｄに、第１例の仕組みを示す。この図は、本実施形態の撮像装置５００Ａの断面模式図であって、図１２（１）と同様に基板間の実装を説明するための模式図である。信号のミリ波伝送に着目しており、ミリ波伝送と関わりのない部品は適宜図示を省略している。以下において、図１２Ａ〜図１２Ｄに示されていない部品についての説明に関しては、図１２に示した比較例を参照するとよい。
【０２５６】
撮像装置５００Ａの筐体５９０内には、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａが配置されている。固体撮像装置５０５を搭載した撮像基板５０２Ａとの間で信号伝送を行なうメイン基板６０２Ａに第１通信装置１００（半導体チップ１０３）を搭載し、撮像基板５０２Ａに第２通信装置２００（半導体チップ２０３）を搭載する。前述のように、半導体チップ１０３，２０３には、信号生成部１０７，２０７、伝送路結合部１０８，２０８が設けられる。
【０２５７】
一部の図では図示しないが、撮像基板５０２Ａには、固体撮像装置５０５や撮像駆動部が搭載される。撮像基板５０２Ａの周囲には振れ補正駆動部５１０が配置されている。一部の図では図示しないが、メイン基板６０２Ａには画像処理エンジン６０５が搭載される。メイン基板６０２Ａには図示しない操作部や各種のセンサが接続される。メイン基板６０２Ａは図示しない外部インターフェースを介してパーソナルコンピュータやプリンタなどの周辺機器と接続可能になっている。操作部には、たとえば、電源スイッチ、設定ダイアル、ジョグダイアル、決定スイッチ、ズームスイッチ、レリーズスイッチなどが設けられる。
【０２５８】
固体撮像装置５０５や撮像駆動部は、無線伝送システム１Ａ，１ＢにおけるＬＳＩ機能部２０４のアプリケーション機能部に該当する。信号生成部２０７や伝送路結合部２０８は固体撮像装置５０５とは別の半導体チップ２０３に収容してもよいし、固体撮像装置５０５や撮像駆動部などと一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。ここでは、固体撮像装置５０５や撮像駆動部などは別の半導体チップ２０３であるとする。アンテナ２３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。
【０２５９】
画像処理エンジン６０５は無線伝送システム１Ａ，１ＢにおけるＬＳＩ機能部１０４のアプリケーション機能部に該当し、固体撮像装置５０５で得られた撮像信号を処理する画像処理部が収容されている。信号生成部１０７や伝送路結合部１０８は画像処理エンジン６０５とは別の半導体チップ１０３に収容してもよいし、画像処理エンジン６０５と一体的に作り込んでもよい。別体にした場合には、その間（たとえば半導体チップ間）の信号伝送に関しては、電気配線により信号を伝送することに起因する問題が懸念されるので、一体的に作り込んだ方が好ましい。ここでは、画像処理エンジン６０５とは別の半導体チップ１０３であるとする。アンテナ１３６はパッチアンテナとしてチップ外に配置してもよいし、たとえば逆Ｆ型などでチップ内に形成してもよい。
【０２６０】
画像処理エンジン６０５には、画像処理部の他に、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）や記憶部（ワークメモリやプログラムＲＯＭなど）などで構成されたカメラ制御部なども収容されている。カメラ制御部は、プログラムＲＯＭに記憶されているプログラムをワークメモリに読み出し、プログラムに従って撮像装置５００Ａの各部を制御する。
【０２６１】
カメラ制御部はまた、操作部の各スイッチからの信号に基づき撮像装置５００Ａ全体を制御し、電源部を制御することで各部に電源を供給し、外部インターフェースを介して周辺機器と画像データの転送などの通信を行なう。
【０２６２】
カメラ制御部はまた、撮影に関するシーケンス制御を行なう。たとえば、カメラ制御部は、同期信号発生部や撮像駆動部を介して固体撮像装置５０５の撮像動作を制御する。同期信号発生部は信号処理のために必要な基本的な同期信号を発生し、撮像駆動部は同期信号発生部の発生する同期信号とカメラ制御部からの制御信号を受信して、固体撮像装置５０５を駆動するための詳細なタイミング信号を発生する。
【０２６３】
固体撮像装置５０５から画像処理エンジン６０５に送られる画像信号（撮像信号）は、アナログ信号・デジタル信号の何れでもよい。デジタル信号にする場合において、固体撮像装置５０５がＣＣＤであるのかＣＭＯＳであるのかなど種類を問わず、ＡＤ変換部と別体の場合には、撮像基板５０２ＡにＡＤ変換部が搭載される。
【０２６４】
ここで、撮像基板５０２Ａは、振れ補正を行なうために、カメラ本体の振れに応じて上下左右（図中の上、下、奥、手前、方向）に、振れ補正駆動部５１０の制御の元で移動可能に配置されている。一方、メイン基板６０２Ａは、筐体５９０に固定されている。
【０２６５】
振れの検出は、たとえば、ジャイロなどを用いて構成されている図示しない振れ検出部により、ヨー、ピッチ、ローリングの３成分の加速度を検出することで検出される。振れ補正駆動部５１０は、その検出結果に基づき、モータやアクチュエータを用いて固体撮像装置５０５を光軸に垂直な面内で揺動することで振れを補正する。振れ検出部と振れ補正駆動部５１０で、振れ補正を行なう振れ補正部が構成される。
【０２６６】
撮像基板５０２Ａには、第１・第２実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂを実現するべく、固体撮像装置５０５の他に、信号生成部２０７、伝送路結合部２０８が搭載される。同様に、メイン基板６０２Ａには、第１・第２実施形態の無線伝送システム１Ａ，１Ｂを実現するべく、信号生成部１０７、伝送路結合部１０８が搭載される。撮像基板５０２Ａ側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２Ａ側の伝送路結合部１０８の間はミリ波信号伝送路９によって結合される。これによって、撮像基板５０２Ａ側の伝送路結合部２０８とメイン基板６０２Ａ側の伝送路結合部１０８の間で、ミリ波帯での信号伝送が双方向に行なわれる。
【０２６７】
なお、電力伝送も無線で行なう第４実施形態の無線伝送システム１Ｄを実現するには、メイン基板６０２Ａには、さらに電力供給部が搭載される。同様に、撮像基板５０２Ａには、第４実施形態の無線伝送システム１Ｄを実現するべく、さらに、電力受取部が搭載される。
【０２６８】
片方向通信でよい場合は、送信側に送信側信号生成部１１０，２１０を配置し、受信側に受信側信号生成部１２０，２２０を配置し、送受信間を伝送路結合部１０８，２０８およびミリ波信号伝送路９で結ぶようにすればよい。たとえば、固体撮像装置５０５で取得された撮像信号のみを伝送する場合であれば、撮像基板５０２Ａ側を送信側としメイン基板６０２Ａ側を受信側とすればよい。固体撮像装置５０５を制御するための信号（たとえば高速のマスタークロック信号や制御信号や同期信号）のみを伝送する場合であれば、メイン基板６０２Ａ側を送信側とし撮像基板５０２Ａ側を受信側とすればよい。
【０２６９】
２つのアンテナ１３６，２３６間でミリ波通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、メイン基板６０２Ａへと伝送される。また、固体撮像装置５０５を制御する各種の制御信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、撮像基板５０２Ａへと伝送される。さらに、無線伝送システム１Ｄを実現する構成の場合には、固体撮像装置５０５や撮像駆動部への電力が、ミリ波信号伝送路９を介したミリ波伝送とは異なる形態で撮像基板５０２Ａへと伝送される。
【０２７０】
ミリ波信号伝送路９としては、アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１２Ａ）、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態（図１２Ｂ）の何れでもよい。
【０２７１】
アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１２Ａ）においては、次の２つを採り得る。第１には、撮像基板５０２Ａに対してアンテナ１３６が配置されるメイン基板６０２Ａが奥側（レンズ５９２とは反対側）の態様（（１）〜（４））である。第２には、メイン基板６０２Ａを画像処理エンジン６０５が搭載されるメイン基板６０２Ａ_1とアンテナ１３６が搭載されるメイン基板６０２Ａ_2の２つに分け、アンテナ１３６が配置されるメイン基板６０２Ａ_2が前側（レンズ５９２側）の態様（（５））である。第１の態様は、撮像基板５０２Ａからレンズ５９２とは反対方向にミリ波通信を行ない、第２の態様は、撮像基板５０２Ａからレンズ５９２方向にミリ波通信を行なうようになる。撮像基板５０２Ａは一般に撮像装置５００本体の奥側（レンズ５９２とは反対側）に設置される。そのため、第２の態様のような構成の方が、通信のためのスペースを取り易い場合もある。
【０２７２】
アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態では、基板の法線方向に指向性を有するたとえば図１２Ａ（６）に示すようなパッチアンテナを使用するとよい。パッチアンテナは、法線方向に指向性があるとは言っても、その指向性が鋭くないので、アンテナ１３６，２３６はオーバーラップ部分の面積がある程度大きくとれていれば多少ズレて配置されても、受信感度には影響を受けない。固体撮像装置５０５を撮像基板５０２Ａの平面方向に２次元上に移動させて振れ補正を行なう場合、アンテナ１３６に対しての相手（撮像基板５０２Ａ上）のアンテナ２３６が基板面内の一定の範囲内で移動するが、受信レベルの変動を一定レベルに抑えられる。
【０２７３】
ミリ波通信においては、ミリ波の波長が数ｍｍと短いため、アンテナも小型で数ｍｍ角オーダーとなり、撮像装置５００内のような狭い場所にも簡単に設置が可能である。パッチアンテナの場合、基板中での波長をλｇとした場合、一辺の長さはλｇ／２と表される。たとえば、比誘電率が３．５の基板５０２Ａ，６０２Ａで、６０ＧＨｚのミリ波を使用する場合、λｇは２．７ｍｍ程度になりパッチアンテナの一辺は１．４ｍｍ程度になる。
【０２７４】
アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態では、基板５０２Ａ，６０２Ａに対して水平な方向にミリ波通信を行なうことになる。この構成を用いると、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの間の間隔を、アンテナ対向配置の場合よりも狭くすることができる。
【０２７５】
因みに、この場合は、基板の平面方向に指向性を有するたとえば図１２Ｂ（４）に示すようなダイポールアンテナを使用するとよい。ダイポールアンテナは、接線方向（図中の矢印方向）に指向性を持つ。そのため、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される構成に適用すると、指向性のある方向に相手のアンテナ１３６，２３６を設置することができる。なお、指向性があるアンテナとしては、ダイポールアンテナ以外にも、たとえば、ダイポールアンテナに隣接して導波素子や反射素子を並べた八木宇田アンテナを使用してもよいし、逆Ｆ型アンテナを使用してもよい。
【０２７６】
ミリ波信号伝送路９は、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（１）に示すように自由空間伝送路９Ｂでもよいが、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（２），（３）に示すような誘電体伝送路９Ａや図１２Ａ（４）に示すような中空導波路９Ｌでもよい。
【０２７７】
誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば図１２Ａ〜図１２Ｂの各（２）に示すように、アンテナ１３６，２３６間を、たと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ことが考えられる。誘電体伝送路９Ａは、その周囲を遮蔽材（たとえば導電体）で囲んでもよい。誘電体素材の柔軟性を活かすためには、遮蔽材にも柔軟性を持たせるのがよい。誘電体伝送路９Ａで接続されるが、その素材が柔らかいため、電気配線のように引回しが可能であるとともに、固体撮像装置５０５（撮像基板５０２Ａ）の移動に対して制限を与えない。
【０２７８】
また誘電体伝送路９Ａの他の例としては、図１２Ａ〜図１２Ｂの各（３）に示すように、メイン基板６０２Ａ上のアンテナ１３６の上に誘電体伝送路９Ａを固定して、撮像基板５０２Ａのアンテナ２３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにしてもよい。この場合の誘電体伝送路９Ａも、その周囲を遮蔽材（たとえば導電体）で囲んでもよい。撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６と誘電体伝送路９Ａ間の摩擦を減らすことで、固体撮像装置５０５（撮像基板５０２Ａ）の移動に対して制限を与えない。なお、逆に、誘電体伝送路９Ａを撮像基板５０２Ａ側に固定してもよい。この場合、メイン基板６０２Ａのアンテナ１３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにする。
【０２７９】
中空導波路９Ｌとしては、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の構造であればよい。たとえば、図１２Ａ（４）に示すように、周囲が遮蔽材の一例である導電体MZで囲まれ内部が中空の構造にする。たとえば、メイン基板６０２Ａ上にアンテナ１３６を取り囲む形で導電体MZの囲いが取り付けられている。アンテナ１３６と対向する位置に撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６の移動中心が配置されるようにする。導電体MZの内部が中空であるので誘電体素材を使用する必要がなく低コストで簡易にミリ波信号伝送路９を構成できる。
【０２８０】
図１２Ｃ（１），（２）に示すように、導電体MZの囲いは、メイン基板６０２Ａ側、撮像基板５０２Ａ側の何れに設けてもよい。何れの場合も、導電体MZによる囲いと撮像基板５０２Ａやメイン基板６０２Ａとの距離Ｌ（導電体MZの端から相対する基板までの隙間の長さ）はミリ波の波長に比べて十分小さい値に設定する。ただし、撮像基板５０２Ａ（固体撮像装置５０５）の移動を妨げないように設定する。
【０２８１】
遮蔽材（囲い：導電体MZ）の大きさや形状は撮像基板５０２Ａの移動範囲を考えて設定する。つまり、撮像基板５０２Ａが移動したときに撮像基板５０２Ａ上のアンテナ２３６が囲い（導電体MZ）やアンテナ１３６との対向範囲の外に出ないような大きさおよび平面形状に設定すればよい。その限りにおいて導電体MZの平面形状は、円形・三角・四角など任意である。
【０２８２】
たとえば、図１２Ｃ（３）には、メイン基板６０２Ａ側に設けられた囲いの断面が四角の場合の例が示されている。この場合、撮像基板５０２Ａの可動範囲を縦方向横方向ともに±ｍとし、アンテナ２３６の一辺をａとすると、囲いの一辺の長さｗはｗ≧（２ｍ＋ａ）に設定される。
【０２８３】
図１２Ｃ（４）には、メイン基板６０２Ａ側に設けられた囲いの断面が円形の場合の例が示されている。この場合、撮像基板５０２Ａの可動範囲を縦方向横方向共に±ｍとし、アンテナの一辺をａとすると、囲いの直径ｒはｒ≧（２ｍ＋ａ）・√２に設定される。
【０２８４】
中空導波路９Ｌは、基板上の導電体MZで囲いを形成することに限らず、たとえば、図１２Ｄに示すように、比較的厚めの基板に穴（貫通でもよいし貫通させなくてもよい）を開けて、その穴の壁面を囲いに利用するように構成してもよい。この場合、基板が遮蔽材として機能する。穴は、撮像基板５０２Ａおよびメイン基板６０２Ａの何れか一方であってもよいし双方であってもよい。穴の側壁は導電体で覆われていてもよいし、覆われてなくてもよい。後者の場合は、基板と空気の比誘電率の比によって、ミリ波は反射され穴の中に強く分布することになる。穴を貫通させる場合には、半導体チップ１０３，２０３の裏面にアンテナ１３６，２３６を配置する（取り付ける）とよい。穴を貫通させずに途中で止める（非貫通穴とする）場合、穴の底にアンテナ１３６，２３６を設置すればよい。
【０２８５】
穴の断面形状は、円形・三角・四角など任意である。四角の場合の一辺の長さは、図１２Ｃ（３）のＷに順ずる。円形の場合の直径は図１２Ｃ（４）のｒに順ずる。
【０２８６】
たとえば、図１２Ｄ（１）には、メイン基板６０２Ａに貫通孔を設けた場合の例が示されている。メイン基板６０２Ａ側のアンテナ１３６は半導体チップ１０３の裏面に取り付けられている。図１２Ｄ（２）には、メイン基板６０２Ａに穴を貫通させずに途中で止めて、穴の底にアンテナ１３６を設置した例が示されている。図１２Ｄ（３）には、撮像基板５０２Ａに貫通孔を設けた場合の例が示されている。撮像基板５０２Ａ側のアンテナ２３６は半導体チップ２０３の裏面に取り付けられている。図示しないが、撮像基板５０２Ａに穴を貫通させずに途中で止めて、穴の底にアンテナ２３６を設置してもよい。
【０２８７】
図１２Ｄ（４）には、メイン基板６０２Ａに貫通孔を設けアンテナ１３６を半導体チップ１０３の裏面に取り付けるとともに、撮像基板５０２Ａに貫通孔を設けアンテナ２３６を半導体チップ２０３の裏面に取り付けた例が示されている。図示しないが、撮像基板５０２Ａとメイン基板６０２Ａの各穴（何れか一方または双方）は、途中で止めた非貫通穴でもよく、その場合は前述のように穴の底にアンテナ１３６，２３６を設置すればよい。
【０２８８】
誘電体伝送路９Ａおよび中空導波路９Ｌは、囲いによってミリ波が誘電体伝送路９Ａや中空導波路９Ｌの中に閉じ込められるため、ミリ波の伝送損失が少なく効率的に伝送できる、ミリ波の外部放射を抑える、ＥＭＣ対策がより楽になるなどの利点が得られる。
【０２８９】
第１例では、固体撮像装置５０５で取得される画像信号はミリ波変調信号としてメイン基板６０２Ａ側に伝送され、画像処理エンジン６０５へと伝達される。固体撮像装置５０５を動作させるための制御信号もミリ波変調信号として撮像基板５０２Ａ側に伝送される。さらに、撮像基板５０２Ａ上の各部を動作させるための電力もミリ波伝送とは異なる仕組みにより無線で供給することもできる。
【０２９０】
これによって、電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘ）を用いた場合と比べて、次のような利点が得られる。
【０２９１】
i）ミリ波信号へ変換されて伝送される信号に関しては、ケーブルを介して基板間で信号の伝送を行なう必要がなくなる。ミリ波伝送に置き換えた信号に関しては、無線伝送のため、電気的インタフェース９Ｚを使ったときのような機械的なストレスによる配線の劣化が発生しない。電気配線数を少なくできるので、ケーブルスペースを少なくでき、また、固体撮像装置５０５（を搭載した撮像基板５０２Ａ）を移動する駆動手段の負荷を減らすことができ、小型で消費電力の少ない振れ補正機構を持つ撮像装置５００にできる。
【０２９２】
ii）磁場の共鳴現象を利用する共鳴方式による電力の無線伝送を適用すると、ミリ波伝送との間で悪影響を与え合わずに、電力を含む全ての信号を無線伝送にすることもでき、ケーブル接続やコネクタ接続を踏襲する必要が無くなる。電気的インタフェース９Ｚを使ったときのような機械的なストレスによる配線の劣化の問題は完全に解消される。
【０２９３】
iii）無線伝送のため、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。
【０２９４】
iv）ミリ波帯は波長が短いため、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。
【０２９５】
v）ミリ波を用いた無線伝送や誘電体導波路内伝送を行なうことで、電気的インタフェース９Ｚ（フレキシブルプリント配線９Ｘ）を使ったときのようなＥＭＣ対策の必要性が低くなる。また、一般にカメラ内部で他にミリ波帯の周波数を使用しているデバイスも存在しないため、ＥＭＣ対策が必要な場合でも、そのＥＭＣ対策が容易に実現できる。
【０２９６】
vi）ミリ波通信は通信帯域を広く取れる。そのためデータレートを大きくとることが簡単にできる。ミリ波を用いた無線伝送や誘電体導波路内伝送を行なうと電気的インタフェース９Ｚを使ったときよりもデータレートをかなり大きくとれるので、固体撮像装置５０５の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にも簡単に対応できる。
【０２９７】
なお、本例と同様の振れ補正機能を持つ撮像装置５００内において、基板間の信号伝送を無線で行なう仕組みとして特許文献２の仕組みがある。しかしながら、特許文献２の仕組みと第１例では、次のような差異がある。
【０２９８】
ａ）特許文献２の光学的通信では、赤外ＬＥＤや赤外半導体レーザを用いるが、赤外ＬＥＤは帯域が狭く高速通信に向かないし、赤外半導体レーザは位置合せ精度が必要になる。受光範囲の広い受光素子を用いる場合は、大型の受光素子が必要になるが、大型の受光素子は低速であるし、レンズが必要になり、コストアップや配置制約の問題が起こる。受光素子を複数配置する場合は、コストアップになるし配置制約の問題が起こる。撮影後に撮像素子を所定位置に固定してから通信を行なう場合は、その制御が必要になり、時間的な制約が発生してしまう。これに対して、第１例では、これらの問題が無いことが前記の説明から理解される。
【０２９９】
ｂ）赤外ＬＥＤや半導体レーザはともに一般的にＧａＡｓ系であり、シリコンＳｉ系のＣＭＯＳ回路と１チップ化できず、高コストになる。これに対して、第１例のようにミリ波信号で伝送する仕組みでは、回路もアンテナもシリコンＳｉ上に作ることができ、他のＣＭＯＳ回路と一緒に１チップ化できるので、小型化や低コスト化が可能である。
【０３００】
ｃ）特許文献２の電磁波を介した通信では、一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇを用いている。しかしながら、８０２．１１ａ／ｂ／ｇでは２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を使用しており、搬送周波数が低く高速通信に向かないしアンテナが大きく、実装上の問題がある。また、駆動系ノイズの影響を減らすために、振れ補正の動作を停止後に通信を行なう必要がある。
【０３０１】
これに対して、第１例では、これらの問題が無いことが前記の説明から理解される。たとえば、ミリ波は周波数が高くノイズの影響を受け難いので同時動作可能である。もちろん、停止後に通信してもよく、その場合、高速なので短時間で信号伝送ができ、停止時間を短くできる。
【０３０２】
＜ミリ波伝送構造：第２例＞
図１３〜図１３Ｂは、本実施形態のミリ波伝送構造の第２例を説明する図である。第２例は、第１例と同様に、固体撮像装置を移動させて振れ補正を行なう撮像装置への適用例で、第３・第５実施形態の無線伝送システム１Ｃ，１Ｅの機能構成を実現するミリ波伝送構造の適用例である。以下では、第１例との相違点を中心に説明する。
【０３０３】
撮像基板５０２Ｂには、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃを実現するべく、固体撮像装置５０５の他に、信号生成部２０７、伝送路結合部２０８が搭載される。同様に、メイン基板６０２Ｂには、第３実施形態の無線伝送システム１Ｃを実現するべく、信号生成部１０７、伝送路結合部１０８が搭載される。伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間はミリ波信号伝送路９によって結合される。これによって、撮像基板５０２Ｂ側からメイン基板６０２Ｂ側への信号伝送用のミリ波信号伝送路９_1とメイン基板６０２Ｂ側から撮像基板５０２Ｂ側への信号伝送用のミリ波信号伝送路９_2が別に設けられる。伝送路結合部１０８と伝送路結合部２０８の間でミリ波帯での信号伝送が双方向に行なわれる。
【０３０４】
なお、電力伝送も無線で行なう第５実施形態の無線伝送システム１Ｅを実現するには、メイン基板６０２Ｂには、さらに電力供給部が搭載される。同様に、撮像基板５０２Ｂには、第５実施形態の無線伝送システム１Ｅを実現するべく、さらに、電力受取部が搭載される。
【０３０５】
２つのアンテナ１３６，２３６間でミリ波通信が行なわれることで、固体撮像装置５０５で取得される画像信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、メイン基板６０２Ｂへと伝送される。また、固体撮像装置５０５を制御する各種の制御信号は、アンテナ１３６，２３６間のミリ波信号伝送路９を介してミリ波にのせられて、撮像基板５０２Ｂへと伝送される。さらに、無線伝送システム１Ｅを実現する構成の場合には、固体撮像装置５０５や撮像駆動部への電力が、電力供給部と電力受取部を介することで無線により撮像基板５０２Ｂへと伝送される。
【０３０６】
ミリ波信号伝送路９としては、アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態（図１３）、アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態（図１３Ａ）、それらを組み合わせた形態（図１３Ｂ）の何れでもよい。アンテナ１３６，２３６が対向して配置される形態では、基板の法線方向に指向性を有するたとえばパッチアンテナを使用するとよい。アンテナ１３６，２３６が基板の平面方向にズレて配置される形態では、基板の平面方向に指向性を有するたとえばダイポールアンテナや八木宇田アンテナや逆Ｆ型アンテナなどを使用するとよい。
【０３０７】
ミリ波信号伝送路９のそれぞれは、図１３〜図１３Ｂの各（１）に示すように自由空間伝送路９Ｂでもよいが、図１３〜図１３Ｂの各（２），（３）に示すような誘電体伝送路９Ａや図１３，図１３Ｂの各（４）に示すような中空導波路９Ｌでもよい。
【０３０８】
自由空間伝送路９Ｂとする場合において、ミリ波信号伝送路９を近接して複数系統設ける場合は、好ましくは、各系統のアンテナ対の間での干渉を抑えるために、電波伝搬を妨げる構造物（ミリ波遮蔽材MY）を系統間に配置するのがよい。ミリ波遮蔽材MYは、メイン基板６０２Ｂおよび撮像基板５０２Ｂの何れか一方に配置してもよいし双方に配置してもよい。ミリ波遮蔽材MYを配置するか否かは、系統間の空間距離と干渉の度合いから決めればよい。干渉の度合いは送信電力とも関係するので、空間距離・送信電力・干渉の度合いを総合的に勘案して決めることになる。
【０３０９】
誘電体伝送路９Ａとしては、たとえば、図１３〜図１３Ｂの各（２）に示すように、アンテナ１３６，２３６間を、たと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ことが考えられる。また誘電体伝送路９Ａの他の例としては、図１３〜図１３Ｂの各（３）に示すように、メイン基板６０２Ｂ上のアンテナ１３６の上に誘電体伝送路９Ａを固定して、撮像基板５０２Ｂのアンテナ２３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにしてもよい。なお、逆に、誘電体伝送路９Ａを撮像基板５０２Ｂ側に固定してもよい。この場合、メイン基板６０２Ｂのアンテナ１３６が誘電体伝送路９Ａ上を滑って移動するようにする。これら誘電体伝送路９Ａに関しては、第１例と同様である。
【０３１０】
中空導波路９Ｌとしては、周囲が遮蔽材で囲まれ内部が中空の構造であればよい。たとえば、図１３，図１３Ｂの各（４）に示すように、周囲が遮蔽材の一例である導電体MZで囲まれ内部が中空の構造にする。また、中空導波路９Ｌは、図１３（５）に示すように、図１２Ｄの場合と同様に、比較的厚めの基板に貫通穴または非貫通穴を設けて、その穴の壁面を囲いに利用するように構成してもよい。これら中空導波路９Ｌに関しては第１例と同様である。
【０３１１】
第２例でも、固体撮像装置５０５で取得される画像信号はミリ波変調信号としてメイン基板６０２Ｂ側に伝送され、画像処理エンジン６０５へと伝達される。固体撮像装置５０５を動作させるための制御信号もミリ波変調信号として撮像基板５０２Ｂ側に伝送される。さらに、撮像基板５０２Ｂ上の各部を動作させるための電力もミリ波伝送とは異なる仕組みにより無線で供給することもできる。
【０３１２】
特に、第２例では、第３・第５実施形態の無線伝送システム１Ｃ，１Ｅの機能構成を適用するので、空間分割多重により、同一周波数帯域を同一時間に使用することができるため、通信速度を増加できるし信号伝送を同時に行なう双方向通信の同時性を担保できる。複数系統のミリ波信号伝送路９を構成することにより、全二重の伝送が可能となり、データ送受信の効率化を図ることができるし、同方向に複数の伝送チャネルを使用すれば通信速度の増加が可能となる。
【０３１３】
たとえば、図において、２系統のミリ波信号伝送路９の内の一方を撮像基板５０２Ｂ側からメイン基板６０２Ｂ側への撮像信号の伝送用に使用し、他方をメイン基板６０２Ｂ側から撮像基板５０２Ｂ側への制御信号の伝送用に使用してもよい。ミリ波信号伝送路９を２系統設けることで、双方向通信が可能となる。
【符号の説明】
【０３１４】
１…無線伝送システム、１００…第１通信装置、１０２…基板、１０３…半導体チップ、１０４…ＬＳＩ機能部、１０７…信号生成部、１０８…伝送路結合部、１１０…送信側信号生成部、１１３…多重化処理部、１１４…パラレルシリアル変換部、１１５…変調部、１１６…周波数変換部、１１７…増幅部、１２０…受信側信号生成部、１２４…増幅部、１２５…周波数変換部、１２６…復調部、１２７…シリアルパラレル変換部、１２８…単一化処理部、１３２…ミリ波送受信端子、１３４…ミリ波伝送路、１３６…アンテナ、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、２３２…ミリ波送受信端子、２３４…ミリ波伝送路、２３６…アンテナ、２７８…電力受取部、３００…変調機能部、３０２…混合回路、３０３…逓倍回路、３０４…送信側局部発振器、３０６…位相振幅調整回路、４００…復調機能部、４０２…混合回路、４０４…受信側局部発振器、４０６…位相振幅調整回路、４０８…注入同期検出回路、４２０…クロック再生回路、４５０…差動負性抵抗発振回路、４６０…タンク回路、５００…撮像装置、５０２…撮像基板（第２の基板）、５０５…固体撮像装置、５１０…振れ補正駆動部、５９０…筐体、６０２…メイン基板（第１の基板）、６０５…画像処理エンジン、９…ミリ波信号伝送路、９Ａ…誘電体伝送路、９Ｂ…自由空間伝送路、９Ｌ…中空導波路、MY…ミリ波遮蔽材、MZ…導電体（遮蔽材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置が搭載された第１の基板と、
固体撮像装置と第２の通信装置が搭載され、前記第１の基板との間で信号伝送を行なう第２の基板と、
筐体の振れを検出し、その検出結果に基づいて前記第１の基板を光軸に垂直な面内で移動させて振れ補正を行なう振れ補正部と、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間でミリ波帯での情報伝送が可能なミリ波信号伝送路と、
を備え、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、伝送対象の信号をミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
撮像装置。
【請求項２】
前記ミリ波信号伝送路は、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つ
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ミリ波信号伝送路は、ミリ波信号を伝送可能な特性を持つ誘電体素材で構成されている誘電体伝送路である
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記誘電体素材の外周にミリ波信号の外部放射を抑える遮蔽材が設けられている
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ミリ波信号伝送路は、伝送路を構成し、かつ、ミリ波信号の外部放射を抑える遮蔽材が前記伝送路を囲むように設けられ、前記遮蔽材の内部の前記伝送路が中空の中空導波路である
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の基板には、前記第２の基板に搭載された固体撮像装置で得られた撮像信号を処理する画像処理部が搭載されており、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、前記固体撮像装置で得られた撮像信号を前記伝送対象の信号としてミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
請求項１〜５の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の基板には、前記第２の基板に搭載された固体撮像装置を制御するための信号を生成する制御信号生成部が搭載されており、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、前記固体撮像装置を制御するための信号を前記伝送対象の信号としてミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
請求項１〜６の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の基板は、前記第２の基板にて使用される電力を無線で供給する電力供給部を備え、
前記第２の基板は、前記第１の基板から無線で電力を受け取る電力受取部を備える
請求項１〜７の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
磁場の共鳴現象を利用して前記電力供給部から前記電力受取部へ電力伝送を行なう
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置のそれぞれは、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系統の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信のミリ波信号の周波数と受信のミリ波信号の周波数を異ならせ、１系統の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信のミリ波信号の周波数と受信のミリ波信号の周波数を同じにして、送信と受信に各別の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信側として機能する部分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有し、受信側として機能する部分には前記ミリ波信号伝送路を介して受け取った１系統のミリ波信号を各系統に分ける単一化処理部を有する
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信側として機能する部分には複数の伝送対象の信号に関してミリ波信号の周波数をそれぞれ異ならせて１系統の前記ミリ波信号伝送路で伝送を行なうための多重化処理部を有し、受信側として機能する部分には前記ミリ波信号伝送路を介して受け取った１系統のミリ波信号を各系統に分ける単一化処理部を有する
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、複数の伝送対象の信号に関してミリ波信号の周波数を同じにして、前記複数の伝送対象の信号に各別の前記ミリ波信号伝送路を使用して伝送を行なう
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１】
第１の通信装置が搭載された第１の基板と、
固体撮像装置と第２の通信装置が搭載され、前記第１の基板との間で信号伝送を行なう第２の基板と、
筐体の振れを検出し、その検出結果に基づいて前記第１の基板を光軸に垂直な面内で移動させて振れ補正を行なう振れ補正部と、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間でミリ波帯での情報伝送が可能なミリ波信号伝送路と、
を備え、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、伝送対象の信号をミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
撮像装置。
【請求項２】
前記ミリ波信号伝送路は、ミリ波信号を伝送路中に閉じ込めつつミリ波信号を伝送させる構造を持つ
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ミリ波信号伝送路は、ミリ波信号を伝送可能な特性を持つ誘電体素材で構成されている誘電体伝送路である
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記誘電体素材の外周にミリ波信号の外部放射を抑える遮蔽材が設けられている
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ミリ波信号伝送路は、伝送路を構成し、かつ、ミリ波信号の外部放射を抑える遮蔽材が前記伝送路を囲むように設けられ、前記遮蔽材の内部の前記伝送路が中空の中空導波路である
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の基板には、前記第２の基板に搭載された固体撮像装置で得られた撮像信号を処理する画像処理部が搭載されており、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、前記固体撮像装置で得られた撮像信号を前記伝送対象の信号としてミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
請求項１〜５の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の基板には、前記第２の基板に搭載された固体撮像装置を制御するための信号を生成する制御信号生成部が搭載されており、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間では、前記固体撮像装置を制御するための信号を前記伝送対象の信号としてミリ波信号に変換してから、このミリ波信号を前記ミリ波信号伝送路を介して伝送する
請求項１〜６の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の基板は、前記第２の基板にて使用される電力を無線で供給する電力供給部を備え、
前記第２の基板は、前記第１の基板から無線で電力を受け取る電力受取部を備える
請求項１〜７の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
磁場の共鳴現象を利用して前記電力供給部から前記電力受取部へ電力伝送を行なう
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置のそれぞれは、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系統の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信のミリ波信号の周波数と受信のミリ波信号の周波数を異ならせ、１系統の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信のミリ波信号の周波数と受信のミリ波信号の周波数を同じにして、送信と受信に各別の前記ミリ波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
請求項１〜９の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信側として機能する部分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有し、受信側として機能する部分には前記ミリ波信号伝送路を介して受け取った１系統のミリ波信号を各系統に分ける単一化処理部を有する
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、送信側として機能する部分には複数の伝送対象の信号に関してミリ波信号の周波数をそれぞれ異ならせて１系統の前記ミリ波信号伝送路で伝送を行なうための多重化処理部を有し、受信側として機能する部分には前記ミリ波信号伝送路を介して受け取った１系統のミリ波信号を各系統に分ける単一化処理部を有する
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置は、複数の伝送対象の信号に関してミリ波信号の周波数を同じにして、前記複数の伝送対象の信号に各別の前記ミリ波信号伝送路を使用して伝送を行なう
請求項１〜１２の内の何れか一項に記載の撮像装置。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１３】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１Ａ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１２Ｄ】
【図１３】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−３９３４０（Ｐ２０１１−３９３４０Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７７１０（Ｐ２００９−１８７７１０）
【出願日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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