CN101489075A - 显示信号延伸装置及其传输显示信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种显示信号延伸装置及其传输显示信号的方法，所述的显示信号延伸装置连接于一显示信号源与一显示器之间，以传输包括影音信号与显示控制信号的显示信号。此显示信号延伸装置包括一传输线、一差动信号输出端、一差动信号接收端、二信号转换模块与二无线信号传送和接收端。其中，差动信号输出端与差动信号接收端透过传输线相连，以传输影音信号。二信号转换模块用以进行显示控制信号与无线信号间的转换。二无线信号传送和接收端分别连接至二信号转换模块，用以传送和接收无线信号。
Description
技术领域
本发明关于一种显示信号延伸装置及其传输显示信号的方法，尤其是一种HDMI显示信号延伸装置及其传输HDMI显示信号的方法。
背景技术
高解析多媒体影音接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)已经逐渐成为全球消费性电子产品的数字接口标准。各种支持HDMI接口的产品，例如：DVD播放器、机上盒、液晶电视、等离子电视、与投影机等，已经普及世界各地，为消费者带来更高水平的数字享受。
HDMI是以数字视觉接口(Digital Visual Interface，DVI)为基础发展而来的规格。DVI接口是由Intel等7家公司组成的数字显示工作组(DigitalDisplay Working Group，DDWG)所提议的数字显示器用标准接口。DVI使用小振幅差动传输技术，将影像信号以数字信号的状态传送到显示器，因而可以得到极高的影像品质。但是，DVI接头的体积偏大，并且DVI接口不兼容音频信号。因此，DVI接口现在只用于计算机和显示器之间的影像信号传送。
相较于DVI，HDMI接头更加小型化，并且，HDMI接口只需要使用一根HDMI缆线，就可以将视频信号、音频及设备的控制信号一并加以传送。此外，HDMI增加对高频宽数字内容保护(HDCP)的支持。因此，已经被认定为下一代家庭剧院的标准数字接口。
如图1所示，为了将HDMI显示信号传送至远方的显示器20，不能直接使用HDMI缆线30连接HDMI显示信号源10与显示器20。如图中所示，在HDMI缆线30上必须装设一信号中继装置25，以增强信号强度、延伸信号传输距离。虽然HDMI接口可以使用单一的HDMI缆线30来传输包括视频信号、音频及设备的控制信号在内的HDMI显示信号。但是，HDMI缆线30的价格昂贵。利用HDMI缆线30来延伸显示信号的传输距离将导致装置成本过高而欠缺市场竞争力。
图2是一传统HDMI显示信号延伸装置40的示意图。如图中所示，此HDMI显示信号延伸装置40具有一第一部份42、二条CAT5.e传输线46a，46b与一第二部份44。第一部份42透过HDMI缆线30连接至HDMI信号源10，第二部份44透过HDMI缆线30连接至显示器20。二条CAT5.e传输线46a，46b则是连接第一部份42与第二部份44，以延伸HDMI显示信号传输的距离。此二条CAT5.e传输线46a，46b分别用以传输HDMI显示信号中的影音信号与显示控制信号。
相较于图1主要是以HDMI缆线30来延伸信号传输距离。图2以HDMI显示信号延伸装置40来延伸HDM信号传输的距离。而此HDMI显示信号延伸装置40的特征在于使用二条CAT5.e传输线46a，46b来传输信号。相较于使用HDMI缆线30，使用二条CAT5.e传输线46a，46b虽然有助于降低装置成本。但是，其装置成本仍然相当可观，并且，使用二条CAT5.e传输线46a，46b还会增加线路配置上的复杂度。
图3是另一传统HDMI显示信号延伸装置50的示意图。此HDMI显示信号延伸装置50并不使用图2的二条CAT5.e传输线46a，46b来传输HDMI显示信号。而是在第一部份(信号传送器)52与第二部份(信号接受器)54分别设置无线通讯装置，以传输HDMI显示信号。
在此架构下，虽然可以省略图2的二条CAT5.e传输线46a，46b或是图1的HDMI缆线30。但是，全部使用无线传输的方式来传送HDMI显示信号，必须将HDMI显示信号全部转换为无线信号。由于将HDMI显示信号全部转换为无线信号的过程复杂且困难，因此，整体装置成本并不会降低。并且，无线传输的方式受限于环境与距离。若是在第一部份52与第二部份54之间有阻隔存在，或是传输距离过长(例如：大于十米)，无线传输的效果就会大打折扣。
于是，如何降低显示信号延伸装置的设置成本，又能维持足够的信号传输距离，是显示信号传输技术领域急欲解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的降低显示信号延伸装置的设置成本，又能维持足够的信号传输距离与显示信号的品质。
本发明提供一种显示信号延伸装置，连接至一显示信号源与一显示器，以传输包括影音信号与显示控制信号的显示信号。此显示信号延伸装置包括一传输线、一差动信号输出端、一差动信号接收端、二信号转换模块与二无线信号传送和接收端。其中，差动信号输出端与差动信号接收端透过传输线相连，以传输影音信号。二信号转换模块用以进行显示控制信号与无线信号间的转换。二无线信号传送和接收端分别连接至二信号转换模块，用以传送和接收无线信号。
依据此显示信号延伸装置，本发明并提供一种传输显示信号的方法。此方法包括：(a)透过一传输线，传输显示信号中的影音信号；(b)将显示信号中的显示控制信号转换为无线信号；(c)以无线方式传输无线信号；(d)接收此无线信号，并将此无线信号转换为显示控制信号。
附图说明
图1显示使用HDMI缆线连接HDMI显示信号源与显示器，以将HDMI显示信号传送至远方的显示器；
图2是一传统HDMI显示信号延伸装置的示意图；
图3是另一传统HDMI显示信号延伸装置的示意图；
图4是本发明显示信号延伸装置一较佳实施例的示意图；
图5A与图5B分别是图4的第一部份与第二部份一较佳实施例的方块示意图；以及
图6是本发明传输显示信号的方法一较佳实施例的流程图。
附图标号：
HDMI显示信号源 10
显示器 20
HDMI缆线 30
信号中继装置 25
HDMI显示信号延伸装置 40
第一部份 42
第二部份 44
CAT5.e传输线 46a，46b
HDMI显示信号延伸装置 50
第一部份 52
第二部份 54
显示信号延伸装置 60
第一部份 62
差动信号输出端 622
第一无线信号传送和接收端 624
第一信号转换模块 626
第一微处理器 627
第一HDMI连接器 628
信号驱动元件 629
第二部份 64
差动信号接收端 642
第二无线信号传送和接收端 644
第二信号转换模块 646
第二微处理器 647
第二HDMI连接器 648
HDMI信号均衡器 649
传输线 66
具体实施方式
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图4是本发明显示信号延伸装置60一较佳实施例的示意图。图中以HDMI显示信号为例进行说明。此显示信号延伸装置60连接至一HDMI显示信号源10与一显示器20，以延伸HDMI显示信号传输的距离。所传输的HDMI显示信号可区分为影音信号与显示控制信号。同时请参照图5A与图5B，影音信号最小化传输差动信号(Transition Minimized Differential Signal，TMDS)。显示控制信号包括显示数据信道(Display Data Channel，DDC)信号、消费电子控制(Consumer Electronics Control，CEC)信号与热插侦测(HotPlug Detect，HPD)信号等。其中，显示数据信道信号包括数据(SDA)与频率(SCL)信号。影音信号是由HDMI显示信号源10传送至显示器20进行显示。显示控制信号则是会在HDMI显示信号源10与显示器20之间进行双向传递。
此显示信号延伸装置60由一第一部份62、一第二部份64与一传输线66所构成。其中，第一部份62连接至HDMI显示信号源10。第二部份64连接至显示器20。在本实施例中，来自HDMI显示信号源10的显示信号以有线方式(即透过HDMI缆线30)传送至第一部份62。不过，本发明并不限于此。其它可行的传输方式，例如使用二条CAT5.e传输线，或是使用无线传输方法，亦可适用于本发明。
图5A与图5B是图4的第一部份62与第二部份64的内部架构一较佳实施例的示意图。如图中所示，第一部份62具有一差动信号输出端622、一第一信号转换模块626与一第一无线信号传送和接收端624。此外，第二部份64具有一差动信号接收端642、一第二无线信号传送和接收端644与一第二信号转换模块646。第一部份62的差动信号输出端622与第二部份64的差动信号接收端642透过传输线66相连。来自HDMI显示信号中的影音信号(即TMDS信号)由第一部份62的差动信号输出端622输出，透过传输线66由第二部份64的差动信号接收端642所接收。就一较佳实施例而言，此传输线66可以是一网络线，其具有四对双绞线，例如一条CAT.5、CAT.5e或CAT.6信号线，而连接至此传输线66的差动信号输出端622与差动信号接收端642可以是RJ45接头。
第一信号转换模块626与第二信号转换模块646用以进行显示控制信号(如SDA，SCL，HPD，CEC信号)与无线信号WL间的转换。无线信号WL于第一无线信号传送和接收端624与第二无线信号传送和接收端644之间进行传递。一般而言，来自HDMI显示信号源10与显示器20的显示控制信号分别传送至第一部份62内的第一微处理器627与第二部份64内的第二微处理器647。经由第一微处理器627或第二微处理器647处理整合后，再传输至第一信号转换模块626与第二信号转换模块646转换为无线信号WL。基本上，第一微处理器627或第二微处理器647并不需要处理显示控制信号中的+5V信号，而是将其它信号(如SDA，SCL，HPD，CEC信号)整合后传输至第一信号转换模块626与第二信号转换模块646。另一方面，这些显示控制信号亦可直接由信号转换模块626与第二信号转换模块646转换为无线信号WL。
相反地，由第一无线信号传送和接收端624与第二无线信号传送和接收端644所接收的无线信号WL，经由第一信号转换模块626与第二信号转换模块646转换，传输至第一微处理器627与第二微处理器647处理还原为显示控制信号，再传输至HDMI显示信号源10或是显示器20。由此可知，显示控制信号以无线传输的方式，于第一部份62与第二部份64之间进行传递。另一方面，由第一无线信号传送和接收端624与第二无线信号传送和接收端644所接收的无线信号WL，直接经由第一信号转换模块626与第二信号转换模块646还原为显示控制信号。
基本上，二个无线信号传送和接收端624,644之间可采用多种无线传输协议进行信号传递。不过，综合考虑所需传递的信号的频宽与装置成本，由于传递的显示控制信号所需要的频宽较窄，相较于影音信号，也较不会有信号失真的状况，因此，可以选择装置成本较为低廉的Zigbee协议传输此无线信号。
为了连接至HDMI显示信号源10，如图中所示，本发明的第一部份62具有一第一HDMI连接器628，透过一条HDMI缆线30连接至HDMI显示信号源10。此第一HDMI连接器628的TMDS频道接脚耦接至差动信号输出端622，其余接脚(包括显示控制信号接脚与接地接脚)则是接地或耦接至第一信号转换模块626。相同地，为了连接至显示器20，本发明的第二部份64具有一第二HDMI连接器648，透过一HDMI缆线30连接至显示器20。此第二HDMI连接器648的TMDS频道接脚连接至差动信号接收端642，其余接脚(包括显示控制信号接脚与接地接脚)则是接地或耦接至第二信号转换模块646。在本实施例中，第一部份62与第二部份64都额外设置有一HDMI连接器628,648，以连接HDMI缆线30。不过，本发明并不限于此。本发明的第一部份62与第二部份64亦可不透过HDMI连接器，而直接装置一HDMI缆线30，来连接HDMI显示信号源10与显示器20。
其次，由于影音信号在传输过程中会逐渐衰减而造成影像失真，为了延长传输距离，并且避免传输过程产生的噪声比过大，如图中所示，本发明的第一部份62更具有一信号驱动元件629，以增强由差动信号输出端622输出的影音信号。就一较佳实施例而言，此信号驱动元件629可以是一放大器。另一方面，由于第二部份64仅需被动地接收来自第一部份62的影音信号，因此，第二部份64并不具有此信号驱动元件629。不过，为了补偿影音信号经长距离传送后所造成的衰减现象，以还原信号品质，第二部分64具有一HDMI信号均衡器649。
图6是本发明传输显示信号的方法一较佳实施例的流程图。首先，如步骤S100所示，先将显示信号区分为影音信号与显示控制信号。关于影音信号的部分，如步骤S120所示，透过一传输线，以有线方式传输影音信号。由于影音信号在传输过程中会逐渐衰减，为了延长传输距离，并且避免传输过程产生的噪声比过大，在以有线方式传输影音信号前，可先增强此影音信号。随后，由于影音信号通常由显示信号源朝向显示器的方向传递，如步骤S140所示，显示器接收此影音信号并显示于屏幕上。
关于显示控制信号的部份，如步骤S130所示，首先将显示控制信号转换为无线信号。然后，如步骤150所示，以无线方式传输此无线信号。接下来，如步骤170所示，接收此无线信号，并将所接收的无线信号还原为原本的显示控制信号。显示控制信号可能在显示信号源与显示器之间进行双向传递。举例来说，关于显示器的长宽比、分辨率、所支持的色阶数等DDC信号，就是由显示器传送至显示信号源，供显示信号源判断所连接的显示器的种类，以决定输出的影音信号。
如图4、图5A与图5B图所示，本发明的显示信号延伸装置60利用一条CAT5.e传输线66传输显示信号中的影音信号，利用无线传输方式传输显示信号中的显示控制信号。由于本发明仅使用一条CAT5.e传输线66，除了可以降低装置成本外，还可以降低线路配置的复杂度。其次，显示控制信号相较于影音信号，其所需的频宽明显较低，也较不会有失真的危险。因此，本发明利用无线传输方式传输显示控制信号，比较不会面临信号转换过程困难的问题。此外，显示控制信号相较于影音信号，也较不会受到无线传输距离的影响。
以上所述利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技术人士皆能明了，适当而作些微的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
Claims (20)
1.一种显示信号延伸装置，其特征在于，所述的显示信号延伸装置连接于一显示信号源与一显示器之间，以传输一显示信号，所述的显示信号包括影音信号与显示控制信号，所述的显示信号延伸装置至少包括：
一第一部分，包括：
一差动信号输出端，输出所述的影音信号；
一第一信号转换模块，用以进行所述的显示控制信号与无线信号间的转换；以及
一第一无线信号传送和接收端，用以传送和接收所述的无线信号；
一第二部分，包括：
一差动信号接收端，透过一传输线接收所述的影音信号；
一第二无线信号传送和接收端，用以传送和接收所述的无线信号；以及
一第二信号转换模块，用以进行所述的无线信号与所述的显示控制信号间的转换；
其中，所述的无线信号经由所述的第一无线信号传送和接收端与所述的第二无线信号传送和接收端，于所述的第一部分与所述的第二部分之间进行传递。
2.如权利要求1所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的影音信号至少包括TMDS信号，所述的显示控制信号至少包括DDC信号、CEC信号与HPD信号。
3.如权利要求1所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的第一部份更至少包括一信号驱动元件，用以增强由所述的差动信号输出端输出的所述的影音信号。
4.如权利要求1所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的第一部份具有一第一HDMI连接器，用以连接至所述的显示信号源，所述的第一HDMI连接器的TMDS频道接脚耦接至所述的差动信号输出端，所述的第一HDMI连接器的其余接脚接地或耦接至所述的第一信号转换模块。
5.如权利要求4所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的第二部份具有一第二HDMI连接器，用以连接至所述的显示器，所述的第二HDMI连接器的TMDS频道接脚连接至所述的差动信号接收端，所述的第二HDMI连接器的其余接脚接地或耦接至所述的第二信号转换模块。
6.如权利要求1所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的差动信号输出端与所述的差动信号接收端分别具有一RJ45接头，所述的传输线至少包括一网络线。
7.如权利要求1所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的第一无线信号传送和接收端与所述的第二无线信号传送和接收端之间以Zigbee协议传输所述的无线信号。
8.一种传输显示信号的方法，所述的显示信号包括影音信号与显示控制信号，所述的方法至少包括下列步骤：
透过一传输线，传输所述的影音信号；
将所述的显示控制信号转换为一无线信号；
以无线方式传输所述的无线信号；以及
接收所述的无线信号，并将所述的无线信号还原为所述的显示控制信号。
9.如权利要求8所述的传输显示信号的方法，其中，所述的显示信号至少包括HDMI显示信号，所述的影音信号至少包括TMDS信号，所述的显示控制信号至少包括DDC信号、CEC信号与HPD信号。
10.如权利要求8所述的传输显示信号的方法，其中，传输所述的影音信号前，更包括增强所述的影音信号。
11.如权利要求8所述的传输显示信号的方法，其中，所述的传输线至少包括一网络线。
12.如权利要求8所述的传输显示信号的方法，其中，所述的影音信号由一HDMI信号源传输至一显示器，所述的显示控制信号于一HDMI信号源与一显示器之间进行传递。
13.如权利要求8所述的传输显示信号的方法，其中，所述的无线信号透过Zigbee协议进行传递。
14.一种显示信号延伸装置，其特征在于，所述的显示信号延伸装置连接于一显示信号源与一显示器之间，以传输一显示信号，所述的显示信号包括一影音信号与一显示控制信号，所述的显示信号延伸装置包括：
一传输线；
一差动信号输出端与一差动信号接收端，透过所述的传输线相连，以传输所述的影音信号；
二信号转换模块，用以进行所述的显示控制信号与一无线信号间的转换；以及
二无线信号传送和接收端，分别连接至所述的二信号转换模块，用以传送和接收所述的无线信号。
15.如权利要求14所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的影音信号至少包括TMDS信号，所述的显示控制信号至少包括DDC信号、CEC信号与HPD信号。
16.如权利要求14所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的显示信号延伸装置更包括一信号驱动元件，用以增强由所述的差动信号输出端输出的所述的影音信号。
17.如权利要求14所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的显示信号延伸装置更包括一第一HDMI连接器，连接至所述的显示信号源，所述的第一HDMI连接器的TMDS频道接脚耦接至所述的差动信号输出端，所述的第一HDMI连接器的其余接脚接地或耦接至其中一所述的信号转换模块。
18.如权利要求17所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的显示信号延伸装置更包括一第二HDMI连接器，用以连接至所述的显示器，所述的第二HDMI连接器的TMDS频道接脚连接至所述的差动信号接收端，所述的第二HDMI连接器的其余接脚接地或耦接至另一所述的信号转换模块。
19.如权利要求14所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的差动信号输出端与所述的差动信号接收端分别具有一RJ45接头，所述的传输线至少包括一网络线。
20.如权利要求14所述的显示信号延伸装置，其特征在于，所述的二无线信号传送和接收端之间以Zigbee协议传输所述的无线信号。
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