CN101583892B

CN101583892B - 光电传输装置

Info

Publication number: CN101583892B
Application number: CN2007800346578A
Authority: CN
Inventors: 邵振华; 黄旭; 伊藤正隆; 王东冬
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-09-19
Also published as: US20080075465A1; US7912382B2; WO2008036716A2; JP2010504663A; CN101583892A; EP2070222A2; WO2008036716A3

Abstract

用于传输信号的光电传输装置包括：电信号传输线路，其将传输信号分割成第一传输信号和第二传输信号；电连接的切换装置，用以接收第一传输信号并将第一传输信号转换成用于判断传输信号是快信号还是慢信号的识别信号；以及电连接的选择器，用以接收第二传输信号及识别信号，并且在传输信号被判断为快信号时将第二传输信号输出至光波导，以及在传输信号被判断为慢信号时将第二传输信号输出至电布线(wiring)，其中光波导将电信号传输线路光连接至电信号接收线路，电布线将电信号传输线路电连接至电信号接收线路。

Description

光电传输装置

技术领域

本发明涉及光电传输装置。

背景技术

日本特开平10-135407公开了一种系统，该系统用于改变在半导体集成电路设备和连接到该半导体集成电路设备的外部设备之间传输信号的方法，其中光传输数据信号并且电传输电源和驱动信号。该参考文献的内容通过引用而全文包括在此。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于传输信号的光电传输装置，其包括：电信号传输线路，其将传输信号分割成第一传输信号和第二传输信号；电连接的切换装置，用以接收所述第一传输信号，并将所述第一传输信号转换成用于判断所述传输信号是快信号还是慢信号的识别信号；以及电连接的选择器，用以接收所述第二传输信号和所述识别信号，并在所述传输信号被判断为所述快信号时将所述第二传输信号输出至光波导，以及在所述传输信号被判断为所述慢信号时将所述第二传输信号输出至电布线，所述光波导将所述电信号传输线路光连接至电信号接收线路，所述电布线将所述电信号传输线路电连接至所述电信号接收线路。

根据本发明的另一方面，提供了一种光互联装置，包括用于传输信号的光电传输装置，所述光电传输装置包括：电信号传输线路，其将传输信号分割成第一传输信号和第二传输信号；电连接的切换装置，用以接收所述第一传输信号，并将所述第一传输信号转换成用于判断所述传输信号是快信号还是慢信号的识别信号；以及电连接的选择器，用以接收所述第二传输信号和所述识别信号，并在所述传输信号被判断为所述快信号时将所述第二传输信号输出至光波导，以及在所述传输信号被判断为所述慢信号时将所述第二传输信号输出至电布线，所述光波导将所述电信号传输线路光连接至电信号接收线路，所述电布线将所述电信号传输线路电连接至所述电信号接收线路。

还根据本发明的另一方面，提供了一种移动设备装置，包括用于传输信号的光电传输装置，所述光电传输装置包括：电信号传输线路，其将传输信号分割成第一传输信号和第二传输信号；电连接的切换装置，用以接收所述第一传输信号，并将所述第一传输信号转换成用于判断所述传输信号是快信号还是慢信号的识别信号；以及电连接的选择器，用以接收所述第二传输信号和所述识别信号，并在所述传输信号被判断为所述快信号时将所述第二传输信号输出至光波导，以及在所述传输信号被判断为所述慢信号时将所述第二传输信号输出至电布线，所述光波导将所述电信号传输线路光连接至电信号接收线路，所述电布线将所述电信号传输线路电连接至所述电信号接收线路。

附图说明

通过参考以下结合附图考虑时的详细说明，可以获得对本发明的更全面的评价，并且更好的理解其许多附带的优点。

图1是示出根据本发明的一个实施例的光电传输装置的俯视图；

图2是示出图1中示出的光电传输装置的切换元件的示意图；

图3是示出在根据本发明的实施例的切换元件处计算出的结果的图；

图4是示出根据本发明的另一实施例的光电传输装置的图；以及

图5是示出图4中示出的光电传输装置的切换元件的示意图。

具体实施方式

现在参照附图说明实施例，其中相同的附图标记表示各附图中的相应或相同的元件。

图1是示出根据本发明的一个实施例的光电传输装置的俯视图。参照图1，光电传输装置具有第一基板1、第二基板2和在第一基板1和第二基板2之间传输信号的传输基板3。在第一基板1上，安装有逻辑元件(logic)11、切换元件12、驱动器13和激光二极管14等组件。在第二基板2上，安装有光电二极管21、放大器22和切换器130等组件。在传输基板3上，形成有电路和光波导以在第一基板1和第二基板2之间传输信号。激光二极管优选为边发射(edge-emitting)型，并且光电二极管优选为边接收(edge-receiving)型。另外，激光二极管优选为单模(single mode)，并且光波导优选为多模(multimode)。

图2是示出图1中示出的光电传输装置的切换元件的示意图。参照图2，切换元件12是确定在从第一基板1向第二基板2传输信号时所使用的方法(光的方法或电的方法)的组件。如图2所示，切换元件12具有电平(level)变换器121、周期确定元件122(还可以称为“标准周期生成器”)、第一计数器123-1、第二计数器123-2、第一比较器124-1、第二比较器124-2、第一保持电路125-1、第二保持电路125-2、累加器126、选择器127、延迟线128和缓冲器129。图3是示出在根据本发明的实施例的切换元件处所计算出的结果的图，并且下面参照图2和图3来说明各组件的作用。图3示出与在输入到切换元件之后要计算的数据的两个周期有关的信息。电平变换器对输入到输入元件的数据进行变换，从而使得该数据在切换元件处被处理。依赖于数据或其它因素，在输入数据300在切换元件处被处理之前，输入数据300的Vcc电平和地线电平可能不恒定。电平变换器121具有将输入数据300的Vcc电平和地线电平变换成预定的Vcc恒定电平和地线恒定电平。例如，电平变换器将Vcc为3.3V和地线为0.8V的输入数据变换成Vcc为2.2V和地线为0.2V的数据。电平变换器还将Vcc为1.8V和地线为1.2V的输入数据变换成Vcc为2.2V和地线为0.2V的数据。电平变换器还将具有不同电压的数据变换成Vcc为2.2V和地线为0.2V的数据。Vcc恒定为2.2V和地线恒定为0.2V的值是电压的例子。如上所述，由于电平变换器对输入信号300进行变换从而使得该数据能够在切换元件被处理，如果输入数据300已准备好在切换元件被处理，则电平变换器不是必需的。通过延迟线128和缓冲器129将电平变换器所变换后的数据传输至选择器127。数据被保持在缓冲器129，然后根据从周期确定元件122输入的信号(时钟信号)将数据以周期为单位输出至选择器。将在电平变换器处理后的数据传输至选择器127。同时，将数据传输至第一计数器123-1和第二计数器123-2，以获得关于数据是快信号还是慢信号的信息。当数据到达计数器时，对所传输的从地线到Vcc的数量进行计数。为了判断所传输的数据是快信号还是慢信号，使用时间以及与数量有关的信息。由此，将与周期(T)有关的信息从周期确定元件122输入到第一计数器123-1和第二计数器123-2(参见图3中的(1))。基于周期(T)，第一计数器123-1和第二计数器123-2对在预定时间内所传输的从地线到Vcc的数量(传输数量)进行计数(还可以对所传输的从Vcc到地线的数量进行计数)。例如，当在高电平Vcc的情况下从周期确定元件接收到数据时，第一计数器对数量进行计数。当在低电平(地线)的情况下从周期确定元件接收到数据时，第二计数器对数量进行计数。如图3的(2)所示，将相同的数据持续地传输至第一计数器和第二计数器。使用第一计数器和第二计数器，以周期(T)持续地对顺序输入的数据的传输数量进行计数。第一计数器在周期(T)的前半部分对所传输的数量进行计数，并且第二计数器在后半部分对所传输的数量进行计数。在图中，作为例子示出了波形的两个周期(参照图3中的(2)，将左边周期(T)的数据称为左边数据，并且将右边周期(T)的数据称为右边数据)。然而，实际上是持续的数据输入到计数器。左边数据的传输数量在周期(T)的前半部分是六(6)，而在后半部分是七(7)；以及右边数据的传输数量在周期(T)的前半部分是一(1)，而在后半部分是零(0)。左边数据和右边数据是持续的，但是相互之间差一个周期。第一计数器可以在低电平时对数量进行计数，并且第二计数器可以在高电平时对数量进行计数。周期(T)可以是固定的也可以是可变的，但是优选可变的周期。在第一计数器处，将与在周期的高电平时所计数的数量有关的信息(关于左边数据的数量的最终信息：六(6)；关于右边数据的数量的最终信息：一(1))传输至第一比较器124-1。在第一比较器处，将从第一计数器接收到的数量信息与保持在第一比较器处的数量(例如，五(5))进行比较。然后，当所接收到的关于数量的信息与保持在第一比较器处的数量相同或者大于保持在第一比较器处的数量时，将表示数据是快信号的信号从第一比较器124-1输出至第一保持电路125-1和累加器126，其中在第一计数器中对该数据的传输数量进行计数。在第一保持电路125-1 和累加器126处将判断的结果保持一个周期。在第二计数器123-2、第二比较器124-2、第二保持电路125-2和累加器126处进行相同的处理。即，在第二计数器处，将与在一个周期的低电平时所计数的数量有关的信息(关于左边数据的数量的最终信息：七(7)；关于右边数据的数量的最终信息：零(0))传输至第二比较器124-2。在第二比较器处，将从第二计数器接收到的关于数量的信息与保持在第二比较器处的数量(例如，五(5))进行比较。然后，当所接收到的关于数量的信息与保持在第二比较器处的数量相同或者大于保持在第二比较器中的数量时，将表示数据是快信号的信号从第二比较器124-2输出至第二保持电路125-2，再从第二保持电路125-2输出至累加器126，其中在第二计数器中对该数据的传输数量进行计数。在第二保持电路125-2和累加器126处将判断的结果保持一个周期。以上说明了当结果判断为快时的例子。下面说明当结果判断为慢时的例子。在计数完成之后(在第一计数器处完成周期的前半部分之后并且在第二计数器处完成周期之后)，复位第一计数器和第二计数器(传输数量变为零(0))。按周期将保持在第一保持电路、第二保持电路和累加器处的数据(如果快则为一(1)，如果慢则为零(0))复位为零(0)。然后，如果在一个周期期间(周期(T)的前半部分)，在第一计数器处所计数的传输数量没有达到保持在第一比较器处的数量信息，则保持在第一保持电路和累加器处的第一判断结果为慢(零(0))。用相同的方式判断第二结果。如果在一个周期期间(周期(T)的后半部分)，在第二计数器处所计数的传输数量没有达到保持在第二比较器处的数量信息，则保持在第二保持电路和累加器处的第二判断结果为慢(零(0))。基于通过第一保持电路输入到累加器的判断结果(第一判断结果)和通过第二保持电路输入到累加器的另一判断结果(第二判断结果)，累加器生成累加的判断结果。如果至少第一判断结果或第二判断结果为快(一(1))，则将累加的判断结果判断为快。缓冲器129基于来自周期确定元件122的时钟信号将数据输出至选择器127。选择器127基于来自周期确定元件122的时钟信号，获得在累加器处生成的累加的判断结果。然后，基于累加的判断结果，将从缓冲器129到达选择器127的数据输出到传输基板上的光路(optical circuit)或电路。此时，将在累加器处判断为快信号的数据经由驱动器和激光二极管输出到传输基板上的光路，并且将判断为慢信号的数据输出到电路。在电传输时，优选关断驱动IC、激光二极管、光电二极管和放大器，以关断光传输线路(optical transmission circuit)。另外，累加器将累加的判断结果输出至切换器130(信号203)。经由传输基板上的光波导传输至第二基板的数据，经由光电二极管21和放大器22(图2中的200，路径200)到达切换器130。经由传输基板上的电路传输至第二基板的数据也达到切换器130(图2中的201，路径201)。基于来自累加器的信号203(还可以称为“识别(identification)信号”)，切换器130识别出将使用路径200或路径201中的哪一个来传输数据至切换器。然后，根据该识别，切换器连接路径200和路径202或者连接路径201和路径202，并且将数据输出到形成在第二基板上的单个路径202。

在上述的说明中，使用周期来判断数据速度，但还可以使用半周期来判断数据速度。即，可以基于来自周期确定元件122的时钟信号来为由半周期所驱动的缓冲器129和选择器127设置线路(circuit)。选择器每半个周期获得在累加器处的判断结果(累加器不通过将第一判断结果和第二判断结果相加来生成累加的判断结果。基于第一判断结果和第二判断结果中的每一个，选择器每半个周期输出数据)。

上述说明是关于从第一基板到第二基板的传输方法。还可以将逻辑元件和切换元件等组件安装在第二基板上。

还可以通过光路或电路来进行从第二基板到第一基板的传输，其中，通过使用切换元件来根据传输数据选择光路或电路。

可以仅通过电路来进行从第二基板向第一基板的传输。

图4是示出根据本发明的另一实施例的光电传输装置的图。参照图4，光电传输装置包括安装在一个柔性基板25上的逻辑元件11、切换元件12、驱动器13、激光二极管14、光电二极管21、放大器22和光波导26。

通过夹入光波导来布置第一区域和第二区域，其中，第一区域安装有逻辑元件11、切换元件12、驱动器13和激光二极管14等组件，第二区域安装有光电二极管21和放大器22等组件。通过使用光波导26或者连接第一区域和第二区域的电路，来进行第一区域和第二区域之间的数据传输。如在先前的实施例中，光波导可以形成在柔性基板25(实施例1中传输基板3的等同物)上，或者也可以形成在另一柔性基板上，然后将该另一柔性基板层叠在柔性基板25上。图5是示出图4中示出的光电传输装置的切换元件的示意图。在本实施例中，输入数据在切换元件处被处理，并且没有设置先前的实施例中的电平变换器121。此外，将从选择器127输出的数据(200，201)连接到路径202，而不通过切换器130。此外，没有设置缓冲器129。

为了判断数据速度，在计数器、比较器、保持电路和累加器处进行处理(处理时间)。由此，在未设置缓冲器的本实施例中，输入数据300在生成累加的判断结果之前到达选择器。因此，在未设置缓冲器的本实施例中，通过使用在当前周期之前的一个周期中所判断的结果，将数据从选择器输出至光路或电路。参照图3，通过使用以右边数据(先于左边数据一个周期所传输的数据)判断出的结果，从选择器输出左边数据。由于信号通常保持其自身或快或慢的速度一段时间，即使数据经由错误的路径从选择器传输到传输基板，在数据速度从快改变到慢或从慢改变到快时，也仅是第一个周期。

在本实施例中，可以像先前的实施例那样设置电平变换器121、缓冲器129和切换器130。

缓冲器可以内置在选择电路中。

可以设置缓冲器130或延迟线129。可以将数据直接传输到选择器127而不通过缓冲器130和延迟线129。

参照图1到图4，逻辑元件11安装在基板上，但可以排除逻辑元件11。

根据本发明的实施例的光电传输装置适合于用在移动设备上。优选使用第一基板(第一区域)作为主体(在该主体上设置有键盘)，并且使用第二基板(第二区域)作为图像显示器。

切换元件可以内置在驱动器中。

为了在光传输线路和电传输线路之间切换，可以使用移动设备上的开/关信号(例如，用于睡眠模式的开/关信号)。

根据本发明的前述实施例涉及一种光电传输装置，其根据基板之间传输数据中的数据速度来选择光传输方法或电传输方法。

显然地，根据上述技术本发明可以有多种变形和改进。因此，应当理解在所附的权利要求的范围内，可以实施这里所具体说明之外的本发明。

本申请要求2006年9月19日提交的美国专利申请60/845,522和2006年10月23日提交的美国专利申请60/853,422的优先权。在先申请的内容通过全文引用而包含于此。

Claims

1.一种用于传输信号的光电传输装置，包括：

电信号传输线路，其将传输信号分割成第一传输信号和第二传输信号；

电连接的切换装置，用以接收所述第一传输信号，并将所述第一传输信号转换成用于判断所述传输信号是快信号还是慢信号的识别信号；以及

电连接的选择器，用以接收所述第二传输信号和所述识别信号，并在判断为所述传输信号是所述快信号时将所述第二传输信号输出至光波导，以及在判断为所述传输信号是所述慢信号时将所述第二传输信号输出至电布线，所述光波导将所述电信号传输线路光连接至电信号接收线路，所述电布线将所述电信号传输线路电连接至所述电信号接收线路。

2.根据权利要求1所述的光电传输装置，其特征在于，所述切换装置包括：周期确定装置，其确定周期；第一计数器，其对所述周期内的传输的第一组数量进行计数；第一比较器，其将所述第一组数量与保持在所述第一比较器中的数量进行比较；第一保持装置，其在所述周期内保持来自所述第一比较器的结果；第二计数器，其对所述周期内的传输的第二组数量进行计数；第二比较器，其将所述第二组数量与保持在所述第二比较器中的数量进行比较；第二保持装置，其在所述周期内保持来自所述第二比较器的结果；以及累加器，其对从所述第一保持装置和所述第二保持装置接收到的结果进行累加。

3.根据权利要求2所述的光电传输装置，其特征在于，所述第一计数器在所述周期确定装置所确定的周期的前半周期对传输的所述第一组数量进行计数；所述第二计数器在所述周期确定装置所确定的周期的后半周期对传输的所述第二组数量进行计数。

4.根据权利要求2所述的光电传输装置，其特征在于，所述周期确定装置是可变周期型的周期确定装置。

5.根据权利要求1所述的光电传输装置，其特征在于，还包括延迟线，所述选择器通过所述延迟线来接收所述第二传输信号。

6.根据权利要求2所述的光电传输装置，其特征在于，还包括缓冲器，所述选择器通过所述缓冲器接收所述第二传输信号，并且所述周期确定装置传输所述周期的信号。

7.根据权利要求2所述的光电传输装置，其特征在于，所述电信号接收线路包括切换器，所述切换器接收在所述累加器中累加并从所述累加器输出的结果的信号，并且所述切换器根据所述结果的信号来确定从所述光波导和所述电布线之一输出信号。

8.根据权利要求1所述的光电传输装置，其特征在于，还包括电平变换器，在将所述传输信号分割成所述第一传输信号和所述第二传输信号之前，所述电平变换器将所述传输信号的Vcc电平和地线电平变换成预定的Vcc恒定电平和地线恒定电平。

9.根据权利要求2所述的光电传输装置，其特征在于，在多个由所述周期确定装置所确定的周期中，所述切换装置在每个周期的一半，将所述第二传输信号输出至所述光波导和所述电布线之一。

10.根据权利要求1所述的光电传输装置，其特征在于，所述切换装置包括：用于确定周期的部件；用于对所述周期内的传输的第一组数量进行计数的部件；用于比较所述第一组数量的部件，其将所述第一组数量与保持在其中的数量进行比较；用于在所述周期内保持来自用于比较所述第一组数量的部件的结果的部件；用于对所述周期内的传输的第二组数量进行计数的部件；用于比较所述第二组数量的部件，其将所述第二组数量与保持在其中的数量进行比较；用于在所述周期内保持来自用于比较所述第二组数量的部件的结果的部件；以及用于对从用于在所述周期内保持来自用于比较所述第一组数量的部件的结果的部件接收到的结果和从用于在所述周期内保持来自用于比较所述第二组数量的部件的结果的部件接收到的结果进行累加的部件。

11.一种用于传输信号的光电传输装置，包括：

用于将所述第一传输信号转换成识别信号的部件，其中所述识别信号用于判断所述传输信号是快信号还是慢信号；以及

用于输出所述第二传输信号的部件，在判断为所述传输信号是所述快信号时，该部件将所述第二传输信号输出至光波导，并且在判断为所述传输信号是所述慢信号时，该部件将所述第二传输信号输出至电布线，所述光波导将所述电信号传输线路光连接至电信号接收线路，所述电布线将所述电信号传输线路电连接至所述电信号接收线路。

12.根据权利要求11所述的光电传输装置，其特征在于，还包括延迟线和选择器，所述选择器通过所述延迟线接收所述第二传输信号。

13.根据权利要求11所述的光电传输装置，其特征在于，还包括缓冲器，其中，用于输出所述第二传输信号的部件通过所述缓冲器接收所述第二传输信号，并且用于将所述第一传输信号转换成所述识别信号的部件确定周期并且传输所述周期的信号。

14.根据权利要求11所述的光电传输装置，其特征在于，

用于将所述第一传输信号转换成识别信号的部件包括：周期确定装置，其确定周期；第一计数器，其对所述周期内的传输的第一组数量进行计数；第一比较器，其将所述第一组数量与保持在所述第一比较器中的数量进行比较；第一保持装置，其在所述周期内保持来自所述第一比较器的结果；第二计数器，其对所述周期内的传输的第二组数量进行计数；第二比较器，其将所述第二组数量与保持在所述第二比较器中的数量进行比较；第二保持装置，其在所述周期内保持来自所述第二比较器的结果；以及累加器，其对从所述第一保持装置和所述第二保持装置接收到的结果进行累加；以及

所述电信号接收线路包括切换器，所述切换器接收在所述累加器中累加并且从所述累加器输出的结果的信号，并且所述切换器基于所述结果的信号确定从所述光波导和所述电布线之一输出信号。

15.根据权利要求11所述的光电传输装置，其特征在于，还包括，在将所述传输信号分割成所述第一传输信号和所述第二传输信号之前，用于将所述传输信号的Vcc电平和地线电平变换成预定的Vcc恒定电平和地线恒定电平的部件。

16.根据权利要求11所述的光电传输装置，其特征在于，在多个由用于将所述第一传输信号转换成所述识别信号的部件所确定的周期中，用于将所述第一传输信号转换成所述识别信号的部件在每个周期的一半，将所述第二传输信号输出至所述光波导和所述电布线之一。

17.一种光互连装置，包括根据权利要求1所述的光电传输装置。

18.一种移动设备装置，包括根据权利要求1所述的光电传输装置。