CN103609073A - 数字信号切换与分配的菊花链接装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种系统、装置、方法和软件，其以菊花链式串联多个发送器、可选节点、可选延长器、以及多个接收器，以便形成可扩展的数字影音信号切换及分配系统。此数字影音系统简化了系统的设计、布线、控制和扩充，以实现满足可扩展的发送器及接收器对的多种不同输入输出需要的影音信号传送的接口、切换和分配。

Description

数字信号切换与分配的菊花链接装置及系统

本申请要求于2011年6月2日递交的美国预备专利申请61/492,546号的优先权，其通过引用将全部内容并入本申请中。 

技术领域

本发明涉及一整套系统的装置，方法，和系统控制软件，提供串联多个发送器，接收器，节点，延长器，或双向双工器成菊花链形式，来达成数字视频和音频的切换和分配，而不需要中央切换器或分配器或矩阵切换器。本发明包括有发送器，接收器，节点，双工器，控制装置，延长器，电缆，软件和系统。 

背景技术

目前公司、政府、教育单位或是住宅等建筑物皆具有网络与影音等两种电子系统。两者间具有明显差异，如：网络系统可处理信息，也就是多重电子装置于异步传输中通过多功数据封包分享相同的通用实体链接；而影音系统分配影音信号，每个影音输入源与显示设备间的链接是利用同步传输的专用实体链接。因此可得知两种系统完成包含影像和音频的讯息传输的方式是非常不同的。 

以下为四种影音系统通过四种组件达到四种基本功能: 

a)接口或是发送-接收器:如图1所示，接口(发送-接收器)为连接一影音输入源与一显示设备。该接口具有可进行长距离传输的功能。 

b)切换器:如图3所示，切换器为连接多重影音输入源与一显示设备。并且可以从多重影音输入源中选择其中一影音信号显示于该显示设备。 

c)分配器或分配放大器:如图5所示，其为用以连接一影音输入源至复数个显示设备。 

d)矩阵切换器:如图7所示，其可连接多重影音输入源与多重显示设备。并可从多重影音输入源中选择其中复数个输入源显示于复数个显示设备上。若在输入影音信号与输出影音信号间需长距离传输，则需增设一对发送-接收器以增加传输的距离。若输入影音信号或输出影音信号的格式为不同于矩阵影音信号格式的格式，则需要加入一影音信号转换器转变该输入影音信号或输出影音信号的格式影音信号。 

含有上述组件的传统影音系统具有下列限制及缺失: 

a)集中式设计使得所有输出及输入的电缆皆须汇集至单一位置以连接至切换或是分配装置。例如：一具有20个座位的会议室，每一个位置皆配置一台具有VGA(视讯图形数组,Video Graphics Array)端口的笔记本电脑，就会有20条VGA电缆从议桌横跨或置于地板下汇集至仪器架。如此一来，会增加影音系统架设的困难且亦会使视觉上不美观。 

b)集中式设计亦会使得每一条输出及输入的电缆因需汇集至中央设备而增加长度，此亦代表会增加架设的困扰。因为影像输出主要的影音信号连接格式需由模拟VGA格式与色差影音信号转换为HDMI(数字高分辨率多媒体接口,High Definition Multimedia Interface)、DisplayPort(数字视频标准)及DiiVA(数字双向影音标准)等影音信号格式。因各类型的数字影音信号具有较宽的带宽，故不适合通过如同目前系统中使用过长电缆进行传输，因此需要增设较昂贵的发送-接收器以增强传输距离。 

c)传统切换与分配设备具有固定数目的输入端与输出端。这代表当用户于一段时间后欲增加输入端与输出端的数目或增加不同影音信号格式，如HDMI，藉以扩充其影音系统时，就需移除原本旧有的矩阵切换或分配器，进而装设更大的设备、增加更多电缆。如此一来为接收更新的影音信号格式，而进行扩充是昂贵的，随着对于公司行号对于影音信号传输需求增加亦即代表可能扩充成高成本的系统。 

d)对于制造商与下游代理商来说具有固定数目的输入端与输出端的设备 是更大的挑战。具有一个输出端与一个输出端的装置被称做为1×1装置；具有六个输出端与一个输出端的装置被称做为6×1装置；具有一个输出端与十个输出端的装置被称做为1×10装置；具有十六个输出端与八个输出端的装置被称做为16×8装置。因为太多可能的应用种类，制造商需制作出数百个不同装置才能涵盖所有可能的组合如：1×1；1×2；2×1；2×2；4×1；1×4；4×2；2×4；4×4等...直到512×512以达到客户的需求。除此之外，不同影音信号格式如VGA、HDMI、DisplayPort、DiiVA皆需一组专用的装置，如此会大量增加制造商与其代理商需进货及存货的产品种类。为了迅速满足客户的需求，代理商必须拥有大量库存，这是一个非常昂贵的库存管理挑战；对于制造商与下游代理商而言，亦是财务上与物流上的问题。 

e)对于任何一个输出端或输出端来说，若长距离传输是必需的，则需增加一对发送-接收器以增强传输距离。 

f)若输出与输入格式不同于矩阵信号格式，则需装设一昂贵的影音信号转换器或视讯解析度变换器。 

g)集中式设计代表远程遥控装置亦须与中央控制装置连接。多数切换装置仅具有一个端口。在会议室或式计算机教室中可能会出现复数台计算机及用户，而每一个用户皆希望利用单一按钮即可将其计算机显示画面投射至大屏幕，因此必须安装一个复杂、昂贵且具有让每个用户个别使用的一个控制器的控制系统，连带着含有复数条控制电缆。 

h)某些集中式系统具有基本配备以利日后扩充，如4×4扩充至8×8，及亦可配合客制化需求。其中，组件具有数个插槽与透过安装软件可选择输入与输出的数量。但是这种方式仅允许有限度的客制化。例如:若一个组件具有8个输入插槽与8个输出槽，其可呈现的效果需当输入与输出的数量都接近8个时才得以展现；但是具有8×8的系统通常都所费不赀。对于用户来说于此系统中只配备6×1亦不划算。而且这些都只是利用一个于集中式系统中具备标准扩充插槽的中枢核心配备以完成上述的扩充。这就意味着与集中式设计相关的限制和 缺陷是当前需要解决的问题。 

某些网络装置运用菊花链方式彼此连接，但其所利用的网络协议与多任务数据封包并不能应用于高质量影音分配。某些模拟的影音产品利用菊花链连接，但于菊花链中的装置与装置的传输会导致模拟影音信号累积衰减。因此，模拟装置可以真正应用于菊花链中的数量因此受限。 

发明内容

本说明书提供了数字影音信号的切换和分配系统、组件、方法和软件。数字影音系统包括一个或多个组件发送器用于信号切换和分配。每个发射器（Tx）具有一个或多个接口（例如，背面、正面、侧面、顶部和底部）与一个或多个输入连接器，用于从一个电缆从源设备和任选另一个发送器或节点得到信号，组成可扩展的系统，达成几乎无限范围的系统。每个发射器还具有一个或多个输出连接器，用于从一个电缆将信号发送到一个接收器或菊花链串联的多个接收器，或者一个节点。在一些实施例中，多个发送器通过电缆连接成菊花链序列。在一个实施例中的一个或多个节点被配置成从发送器接收信号，并进行切换任何信号到任何接收器或多个接收器或其他节点的菊花链。在其它实施例中的一个或多个节点提供一个无限和可扩展的系统。该系统还包括一个或多个组件接收器，用于中继信号分配给一个显示装置（高清晰度电视、投影机）。每个接收器有一个或多个接口（例如，正面、背面、侧面、顶部和底部）与一个或多个输入连接器，用于从一个电缆从一个发送器或一个节点，并从其它接收器接收信号。每个接收器还有一个或多个输出端通过电缆将信号发送到显示器和可选的接收器或一个节点。在一些实施例中，多个接收器通过电缆连接成菊花链序列。在一些实施例中，接收器中的至少一个连接到用于显示的显示装置，但在显示装置本身不是本发明的核心部分。在大多数实施方案中，系统还包含至少一个电缆从影音源设备提供输入信号（如电脑、平板电脑/iPad、DVD/蓝光播放器、智能手机/iPhone）。 

在许多实施例中，发送器包含至少一按钮(例如标示为：“显示本机”或其他指令的按钮)，当触发按钮后，该影音信号会持续通过所有下游发送器和所有与系统相连的接收器并显示于显示设备(例如：显示器或投影机)，在此种实施例中，最后触发的按钮控制该影音信号的路径。 

在其他实施例中，至少一遥控装置可以与以菊花链式串接的发送器及接收器相连，用以提供第二层信号传送路径的控制。在大多数实施例中，发送器及接收器有一个双向网络切换机与网络相连。发送器及接收器并可做为任何影音装置的网络无线基地台，且连接到发送器或接收器的装置并可经由以菊花链式串接的发送器及接收器与网络相连。 

在另一实施例中，数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法可仅包含一发送器及一接收器。在其他实施例中，多个发送器仅与一接收器相连，或者一发送器与多个接收器相连。常用实施例中，以菊花链式串接的至少一发送器与至少一接收器连接于一点上。 

每个发送器及接收器皆包含一电路板，发送器的电路板主要系用以接收不同格式的影音信号并转换成通用的影音信号格式，例如：HDMI，其包含VGA/音频转HDMI转换器、DisplayPort转HDMI转换器、或DiiVA转HDMI转换器，在一些实施例中并可将其他新颖影音信号格式转换为通用影音信号格式，通用影音信号格式的切换器(例如2×1、3×1、4×1或多×1)再将选择的影音信号分配至发送器输出接口。发送器的电路板还包含一微控制器、储存接口、双向网络切换机以及可选的按钮(例如：显示本机按钮)，该按钮是用以选择并控制发送器所传送的影音信号。发送器的电路板更可包含一菊花链式串接处理器，系用以插入影音信号至影音信号的信号传输路径，发送器输出接口系用以透过以菊花链式串接的至少一发送器或接收器传送影音信号至信号传输路径中。 

发送器可经由单一电缆传送单一影音信号或多重影音信号。 

在其他实施例中，发送器的电路板所需电力可由该数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法中的至少一发送器及至少一接收器提供，所以不需设置 额外的电源。 

接收器实施例中，接收器含有一电路板，系用以接收发送器所传送的通用格式的影音信号，例如：HDMI，每个接收器含有一处理器，系用以读取影音信号并传送至显示设备，一微控制器，用以侦测及控制影音信号的传输路径。接收器可经由单一缆线接收单一影音信号或多重影音信号。在其他实施例中，接收器的电路板可含有一功率放大组件，系用以将音频影音信号放大后传送至扬声器。 

在大多数实施例中，系统系透过电缆进行链接，其可以是同轴电缆、双绞线电缆、光纤电缆或其他传输数字视频和音频等影音信号的电缆。在其他实施例中，光纤电缆可用以传输大量的影音信号（如多于10–100个信号）。 

在一发送器及一接收器的情况下，可以额外增加菊花链式串接的发送器及接收器扩充该影音信号切换及分配的装置。这种可扩充的配置允许在任何距离内传输所需讯息。在可选星型配置的实施例中，至少一节点可从发送器、菊花链式串接中的发送器、或其他节点接收影音信号，并传送影音信号至接收器、菊花链式串接中的接收器或其他节点，其中，多维度矩阵的菊花链式串接(例如24×24)更可转换任何发送器或节点的输入影音信号至任何输出装置或节点。在节点系统的实施例中，包含一具有电路板的装置，其系经由一微控制器控制，并具有一控制影音信号流的储存接口，在其他实施例中，发送器、节点、接收器更可无限制的扩充。在其他实施例中，节点更可包含至少一解多任务器，解多任务器系用以从单一电缆或双绞线电缆接收一影音信号并将接收的影音信号译码为独立的多重独立影音信号，并传送至矩阵中的至少一多任务器，多任务器将接收到的多重独立影音信号组合为一组合影音信号，并透过单一电缆或双绞线电缆传送至接收器、菊花链式串接中的接收器或其他节点。在其他实施例中，节点可包含网络切换机，例如：以太网络切换机，在其他实施例中，节点更可包含一外部电源。 

在某些实施例中，若影音信号传输距离较长，系统更可包含一延长器以进 行影音信号传输。每个延长器包含一具有菊花链式串接扩展电路的电路板，以重建修复欲传输的影音信号。延长器并可以菊花链式串接的方式与至少一发送器、接收器或节点相连。 

影音信号切换及分配系统的发送器及接收器系经由一电缆相连，在其他实施例中，光纤电缆可用以传输大量的影音信号，在一些实施例中则使用双绞线电缆及RJ45连接器。在许多实施例中，8引脚的扁平电缆系用以连接4组双绞线电缆组，双绞线电缆组中个别的两个双绞线电缆不被其他双绞线电缆组的电缆所分开。在一实施例中，引脚1和引脚2是用于双绞线组3的第一和第二线，引脚3和4是用于双绞线组2的第一和第二线，引脚5和6是用于双绞线组1的第一和第二线，引脚7和8是用于双绞线组4的第一和第二线。在其他类似实施例中，引脚1和2是用于双绞线组2的第一和第二线，引脚3和4是用于双绞线组3的第一和第二线，这些引脚系用以增进共模噪声抑制的效果，减少干扰并改善阻抗特性.，且在高速影音信号传输的情况下，性能的改进会更加显著。 

本发明的数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法系用以执行数字影音信号的切换及分配并用以显示影音信号的内容。在实施例中，信号来源装置提供至少一种影音格式的影音信号，例如：VGA/audio、DisplayPort、HDMI、或DiiVA，该影音信号可经由电缆传送至以菊花链式串接的至少一发送器，其信号传输路径由输入设备进入并通过发送器、以菊花链式串接的发送器或节点，该影音信号并由发送器的影音信号转换器或信号解析度变换器转换为一通用影音信号格式如：HDMI。当有一个以上的影音信号输入至发送器，菊花链式串接的发送器或节点内的切换器则选择其中一影音信号并插入信号传输路径中以进行输出。每个发送器皆具有一菊花链处理器，系用以插入影音信号至信号传输路径，使影音信号可经由发送器、菊花链式串接的发送器、或上游节点的发送器、接收器或节点传送。影音信号是由一发送器传送至一接收器，也可经由至少一节点或菊花链式串接的接收器传送。信号传输路径由单一的发送器或菊花链式串接的发送器至单一的接收器或以菊花链式串接的至少一接收 器。在某些实施例中，节点可能位于发送器与接收器或以菊花链式串接的装置之间。每个接收器可提取所需影音信号以将影音信号内容显示于显示设备，如：显示设备或投影机，每个接收器并包含一菊花链处理器，系用以提取欲显示于显示设备的影音信号并将影音信号传送至下一相连的装置。在一些实施例中，接收器具有一内置的信号解析度变换器，系用以将接收的影音信号格式转换成显示设备可用以显示的影音信号格式。 

在一实施例中，经由至少一按钮，例如：标记为显示本机的按钮，可控制影音信号在菊花链式串接的发送器及接收器间的切换及分配，启动发送器的按钮后，影音信号将从与发送器相连的信号来源装置插入菊花链式串接的影音信号传输路径中，并覆盖同一信号传输路径的传输信号，再显示于与接收器相连的显示设备。一般情况下，最后激活的按钮控制目前欲显示的影音信号。 

在另一实施例中，选择影音信号的第二层控制及影音信号传输路径由一遥控器执行，遥控器并可与菊花链式串接的发送器及接收器或节点相连。 

在某些实施例中，以菊花链式相邻的装置之间距离超过一最大传输距离，至少一个延长器可以设置于菊花链式串接的装置之间，系用以扩展可传输的距离。 

在一些实施例中，发送器及接收器具有双向传输的功能，使影音信号可双向传输。在这些实施例中，系统配置与控制软件也设计为可从任何系统中的装置双向传输影音信号、网络信号及控制信号，例如：发送器、接收器、接力器或节点。 

在某些实施例中，数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法具有至少一双工器，其具有至少一输入端，系用以接收信号来源装置或其他双工器所传输的影音信号，并切换及分配所接收的影音信号。双工器接口还包含至少一双工器输出端，系用以双向传送输入的影音信号至一装置或一双工器。在优选的实施例中，双工器包含至少一信号选择控制装置，并包含一设置于双工器或相连的遥控器的按钮(例：“显示本机”按钮)。在许多实施例中，显示设备，例 如：高清晰度电视HDTV、投影机，其系与双工器相连。在双工器的实施例中，每个双工器包含一电路，其设有一影音信号转换切换装置，其系用以接收不同格式的影音信号；一信号转换分配装置，其系用以输出至少一影音信号；一传送接收器，系用以接收上游双工器所传输的影音信号；菊花链处理器，系用以插入影音信号至信号传输路径；一微控制器，系用以侦测及控制信号传输的路径，其中，双工器的菊花链处理器由影音信号传输路径中读取所需影音信号并传送至与双工器相连的显示设备进行显示。在具体的实施例中，双工器装置包含一电路板，可用以选择接收及输出影音信号，其影音信号包含VGA、audio、DisplayPort、and DiiVA等影音信号格式。 

本发明的其它特征，功能和优点通过下面的详细描述将变得显而易见。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然代表本发明的优选实例，但仅是用来举例而已，因为本领域技术人员可以轻易地从该详细说明中得到本发明的精神与外延所覆盖的各种其它变种。 

附图说明

图1代表性地示意一个由现有技术接口（或发送接收器）组成的影音系统。 

图2代表性地示意一个由本发明的“演示者”（这是本文中反复使用的本发明产品的系列名称）Tx（发送器）及Rx（接收器）达成的与现有技术接口同样功能的影音系统。 

图3代表性地示意一个由现有技术切换器组成的影音系统。 

图4代表性地示意一个由多个本发明的“演示者”Tx（发送器）及一个Rx（接收器）达成的与现有技术切换器同样功能但是更廉价更简洁可大可小的影音系统。 

图5代表性地示意一个由现有技术分配器组成的影音系统。 

图6代表性地示意一个由一个本发明的“演示者”Tx（发送器）及多个Rx（接收器）达成的与现有技术分配器同样功能但是更廉价更简洁可大可小的影 音系统。 

图7代表性地示意一个由现有技术矩阵切换器组成的影音系统。 

图8代表性地示意一个由多个本发明的“演示者”Tx（发送器）及多个Rx（接收器）达成的与现有技术矩阵切换器同样功能但是更廉价更简洁可大可小的影音系统。 

图9A代表性地示意一个本发明的“演示者”Tx（发送器）的前面板（上图）及后面板（下图）功能图。 

图9B代表性地示意一个本发明的“演示者”Tx（发送器）的电路方框图。 

图10A代表性地示意一个本发明的“演示者”Rx（接收器）的前面板（上图）及后面板（下图）功能图。 

图10B代表性地示意一个本发明的“演示者”Rx（接收器）的电路方框图。 

图11代表性地示意一个由现有技术大型矩阵切换器组成的影音系统。 

图12代表性地示意一个由本发明的“演示者”达成的可大可小的大型矩阵切换系统。该系统有4条菊花链，每个菊花链都由多个与信号源相接的“演示者”Tx组成；一个“显示者”节点，可把4个Tx菊花链上的任何信号源送往4个Rx菊花链上的任何显示器。 

图13A代表性地示意一个本发明的“演示者”Nd（节点）的前面板（上图）及后面板（下图）功能图。 

图13B代表性地示意一个本发明的“演示者”Nd（节点）的电路方框图。 

图14代表性地示意一个由现有技术延长器组成的影音系统。 

图15代表性地示意一个由一个或多个本发明的“演示者”Ex（延长器）达成的超长距离信号传输的影音系统。 

图16A代表性地示意一个本发明的“演示者”Ex（延长器）的前面板（上图）及后面板（下图）功能图。 

图16B代表性地示意一个本发明的“演示者”Ex（延长器）的电路方框图。 

图17代表性地示意现有技术TIA/EIA标准RJ45以太网接头接线标准。 

图18代表性地示意本发明的Luxi标准8芯RJ45插头接线标准，具有线间较小串扰及较长传输距离的特性。 

图19代表性地示意本发明的菊花链数字信号切换及分配的方法；外圈项目是装置，内圈项目是步骤。 

图20代表性地示意本发明的软件系统设置（标识）。 

图21A代表性地示意本发明的Tx（发送器）系统标识软件流程图。 

图21B代表性地示意本发明的Rx（接收器）系统标识软件流程图。 

图21C代表性地示意本发明的系统信号切换指令。 

图22代表性地示意由本发明的“演示者”双工器达成的菊花链双向音视频及控制系统。 

图23代表性地示意本发明的“演示者”双工器的电路方框图。 

具体实施方式

“演示者”发送器、节点、延长器、接收器、菊花链可大可小影音系统 

本发明提出可扩展的一数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法并说明其组件、组成的系统架构和系统运作方法，通过菊花链式串接多个发送器（Tx）、接收器（Rx）和可选的节点，来达成传统设备，如接口、切换器、分配器、矩阵切换器和信号解析度变换器的功能，形成可扩展且易于安装的数字影音信号切换及分配的装置。为了和传统的Tx和Rx相区别，本文中会将这些新的Tx和Rx称为“演示者”Tx和“演示者”Rx。 

请参考图1及图2，图1为现有技术系统的实施例一，图2为本发明的实施例一。一本发明的系统架构200包含一信号来源装置201，例如：笔记本电脑、平板计算机、DVD/蓝光播放器或其他可用以播放影音的设备。该信号来源装置201经由一电缆202与一发送器203相连，该发送器203再经由该电缆204与一接收器205相连，该接收器205再经由该电缆206与一显示设备207相连，该显示设备207包含一显示设备接口，该显示设备接口具有至少一显示设备输入端，该 至少一显示设备输入端系用以接收影音信号，该显示设备207可以是投影机、高分辨率电视(High Definition Television，HDTV)或其他可显示影音信号的装置。其中，该电缆204可以是同轴电缆，双绞线电缆(如第六类(Cat6)电缆)或光纤电缆，并可根据不同的实施例替换使用。此种系统代替了传统1×1的一影音传输系统100，如图1所示，一影音来源装置101经由一VGA缆线102与一中间接口103相连，该中间接口103再经由该VGA缆线104或第五类(Cat5)电缆与一显示设备105相连。 

请参考图4，一本发明的系统架构400包含至少一信号来源装置401，如个人计算机、DVD播放器，并与至少一发送器403经由一电缆402相连，以替代传统的信号切换系统，如图3所示。该至少一发送器403系经由一菊花链式串接电缆408相连，该菊花链式串接电缆408可以是同轴电缆、双绞线电缆或光纤电缆，并可根据不同的实施例替换使用。在某些实施例中，该至少一发送器403并透过该电缆402与该接收器405相连，该接收器405并与一显示设备411相连。该系统架构400的信号传输路径为由该至少一信号来源装置401传送影音信号至相对应的该至少一发送器403，该至少一发送器403再将影音信号传送至与该接收器405相连的该发送器403，并透过该接收器405将影音信号传送至该显示设备411以显示播放接收到的影音信号。该系统架构400更可包含一显示本机按钮410或开关，或者是在该至少一发送器403或该接收器405之间连上一遥控器409，以控制选择欲显示的信号。 

在这个实施例中，该至少一发送器403具有一可启动的该显示本机按钮410，其并可标示为「显示本机」或其他标记，当用户启动该显示本机按钮410，该信号来源装置401将会经由以菊花链式串接的该至少一发送器403，沿着信号传输路径传送影音信号至该接收器405，最后显示于该显示设备411。上述控制方法可轻易取代现有技术的中央控制系统，且所有在系统中的用户皆可使用。在其他实施例中，该遥控器409可与系统中的该至少一发送器403或该接收器405相连，并可控制并指示欲显示的影音信号，以提供第二层的控制。在其他 的实施例中，更可以开关或其他激活装置取代该显示本机按钮410或该遥控器409。 

请参阅图3，图3为现有技术系统的实施例二。一影音系统300中，至少一影音信号来源装置301经由一VGA缆线302与一中央切换器303相连，该中央切换器303必须能够接收所需的影音信号的数量(如图3所示)，并从所接收的影音信号中选择欲输出至一显示设备308进行显示的影音信号。在许多情况下，该影音系统300需要一发送器305及一接收器307以增强经过较长的一电缆306长距离传输的信号，在某些实施例中，一遥控器304可与该中央切换器303相连。 

请参考图6，图6为本发明的另一实施例，一信号来源装置601与一发送器603相连，该发送器603与以菊花链式串接的一接收器605相连，以菊花链式串接的该至少一接收器605个别与一显示设备608相连。此一本发明的系统架构600系用以取代现有技术一信号分配系统500，如图5所示。在本实施例中，该发送器603透过一电缆604与以菊花链式串接的该接收器605相连，以菊花链式串接的该至少一接收器605之间亦以该电缆604相连，其中，该电缆604可以是同轴电缆、双绞线电缆、或光纤电缆等。信号传输路径会由底部的以菊花链式串接的该至少一接收器605传送至顶部的以菊花链式串接的该至少一接收器605，并个别传送至该至少一显示设备608。在实施例中，以菊花链式串接的该至少一接收器605的数量是可依据需求调整的，因此该系统架构600可以灵活地扩展该接收器605和该显示设备608数量而不须重新配置系统。 

请参考图5，图5为现有技术的一信号分配系统500，系用以将单一影音信号分配为至少一影音信号并传送至至少一显示设备508以进行显示。在此实施例中，一中央分配器503为1X4的配置。该中央分配器503输出数固定，且只能接收一种信号类型，且必须以至少一电缆506输出的方式将信号传送至该至少一显示设备508。当该中央分配器503与该至少一显示设备508距离太远时，通常需要外加的一发送器505及一接收器507，以提高传输的距离。 

请参阅图8，图8为本发明的另一实施例，本发明的系统架构800包含至少 一信号来源装置801、至少一发送器803及至少一接收器805，该系统架构800并取代了传统的信号矩阵切换系统，如图7所示。于该系统架构800中，该至少一信号来源装置801个别与单一的该至少一发送器803相连，该至少一发送器803之间并以菊花链式串接互相连接，其中的一该发送器803并与该接收器805透过一电缆807相连，该电缆可以是同轴电缆，双绞线，光纤电缆等，该至少一接收器805之间再以菊花链式串接互相连接，并个别与一显示设备808相连。本实施例的信号传输路径为该至少一信号来源装置801将影音信号传送至相连的该至少一发送器803，该至少一发送器803再将信号传送至与该接收器805相连的该发送器803，该接收器805接收到信号后，再将影音信号传送至以菊花链式串接的该至少一接收器805，该至少一接收器805再将接收到的影音信号传送至个别相连的该至少一显示设备808，以显示信号的内容。该影音系统800并可包含至少一遥控器806，该遥控器806可任意设置于该系统架构800中，并控制特定的该信号来源装置801的信号于特定的该显示设备808显示。且在本实施例中，该至少一发送器803可具有显示本机的按钮，可直接选定欲显示的影音信号，以菊花链式串接的该至少一发送器803以及该至少一接收器805并可依照需求额外增加该至少一发送器803以及该至少一接收器805。 

请参阅图7，图7为现有技术具有一矩阵转换器703的一影音系统700，该矩阵转换器703接收一影音来源装置701所传输的信号，并选择欲显示于一显示设备708的信号以进行显示，故该矩阵转换器703需与输入及输出的至少一电缆706相连。当该矩阵转换器703与该影音来源装置701或该显示设备708距离较远时，通常需要外加的一发送器705及一接收器707，以提高传输的距离。此外，该影音系统700更包含至少一信号格式转换器702，其设置于该影音来源装置701以及该发送器705之间，系用以将该影音来源装置701所传输的信号转换为该矩阵转换器703可使用的信号格式。另一信号格式转换器709更可设置于该接收器707与该显示设备708之间，系用以将信号转换为该显示设备708可显示的信号格式。该影音系统700更包含一遥控器704，其与该矩阵转换器703相连。 

在上述现有技术实施例中所提到的接口、切换器、分配器、矩阵切换器等皆可以本发明的该发送器、该接收器或该节点来替代或扩展。举例来说，7x4的信号分配系统可以包含以菊花链式串接的7个该发送器以及4个该接收器，且因为本发明可灵活扩展的特性，可以大幅减少系统及用户所需的装置种类数量，有效减少成本的支出，并可依需求在菊花链式串接中增加该发送器、该接收器或该节点，或者以该节点连接至少一菊花链式串接系统，因此用户可根据新系统或现有系统的需求增加该至少一信号来源装置、该至少一发送器、该至少一接收器或该至少一节点，在信号传输距离太远的情况下，更可增加该至少一接力器以增加信号的传输距离，故本发明不因距离限制而无法设置，并可有效的弹性扩展信号传输的距离及范围。 

在上述所有“演示者”实施例中，所述该信号来源装置所传的信号格式可以是VGA、HDMI、DisplayPort、或DiiVA等影音信号格式，该显示设备可显示的信号格式可以为HDMI或VGA等其他可播放的信号格式，本发明的该数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法并可根据各种影音信号格式进行设计及扩充。 

由于本发明的该数字影音信号切换及分配的系统及其运作方法在每一节点仅有一电缆，因此安装简易，且可依据需求弹性配置该至少一发送器及该至少一接收器，该电缆的长度更可随意调整以符合需求，用户可选择最近的装置并连接，并以单一该电缆进行设置，无须铺设大量的该电缆，而所有的菊花链式串接系以单一的该电缆（可以是同轴电缆、双绞线电缆（第六类Cat6)、光纤电缆）完成，使该电缆可简单快速的配置，菊花链式串接只要在该发送器、该接收器、或该接力器可达的传输范围内，即能完成大范围的信号传输。 

为了更详尽说明本发明的该数字影音信号切换及分配的装置及其运作方法，以下为针对本发明的各组件进行说明。 

“演示者”发送器 

请参阅图9A和图9B，图9A为本发明的一发送器示意图，上方面板为一发 送器接口900A的前方视图，下方面板为该发送器接口900A的后方视图，其包含各种信号来源的输入端，如计算机、平板计算机、DVD/蓝光拨放器、智能型手机等。其包含一VGA接口901、一模拟音频信号迷你接口902、一HDMI输入接口903、或一DisplayPort输入接口904，在其他实施例中，更可包含一DiiVA接口或其他可用以输入影音信号的信号格式。 

该发送器接口900A更包含三个该发光二极管(LED)905，系用以标示目前被选择的影音信号格式。在其它实例中，发光二极管数量可以是1、2、3、4、5、6或更多。该发送器接口900A包含一按钮906(标示为”显示本机”)其具有双重功能：一是从本机的多路影音信号中选出一路；二是告知系统本机被选中，其影音信号会被插入信号传输路径中进行传输。 

图9A中，该发送器接口900A更可包含一电源输入接口907，其可与外部电源相连。该发送器接口900A包含一传送输入端908，系用以将接收以菊花链式串接的上游装置的信号，另一发送器输出端909系用以经由一发送器输出接口输出影音信号至菊花链式串接的下一装置。100系列装置可以在一条电缆中传输一套影音信号；300系列装置可以在一条电缆中传输三套影音信号；600系列装置可以在一条电缆中传输六套影音信号。在其他实施例中一条电缆中传输的影音信号数量可以是其他数目（例如，2、4、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更多）。该发送器接口900A包含另一双向以太网络RJ45接口接口910，系用以双向传输网络信号，该发送器接口900A包含一RS232接口911，该发送器接口900A更包含一显示本机控制接口912，其与该按钮906具有同样功能。在其他实施例中更可包含其他开关、切换器或其他类似的功能，在一些实施例中，该发送器可根据需求包含功能类似但不同的该至少一传送输入端及该至少一传送输出端。 

请参阅图9B，图9B为该演示者发送器电路板示意图，其包含该VGA接口901、该模拟音频信号接口902、该HDMI输入接口903、该DisplayPort输入接口904、该RS232接口911以及该显示本机控制接口912。一VGA/音频转换器922 用来将VGA信号以及音频信号转换为HDMI信号格式，一DisplayPort转HDMI转换器923用来将DisplayPort信号转换为HDMI信号格式，在其他实施例中还可将如DiiVA或其他信号格式加入集成电路。这些影音信号会由一切换器921，例如图所示之3x1切换器，进行选择。在其它实例中，其它切换器可以有更多或更少的信号（如1x1;1x2;2x1;2x2;4x1;1x4;4x2;2x4;4x4;直到256x256，或其它组合）。该HDMI输入接口903也连接至该HDMI切换器921。该HDMI切换器再和数字传输及菊花链矩阵切换器920相连，以进行信号传输。在某些实施例中，该发送器仅具有HDMI输入接口，并无设置其他格式转换器或者切换器。该控制接口911、该显示本机控制接口912、以及该选择按钮906与一微控制器924，一储存接口925以及该HDMI切换器921并与该菊花链处理器920相连。该发送器的电路板系以该传送输入端908以及该发送器输出端909与其他装置以菊花链式串接，在一些实施例中，会以一节点连接菊花链式串接的该发送器及该接收器，如图12所示。一电源输入接口907以及该双向以太网络RJ45接口接口910并与该菊花链处理器920相连。一软件并用以提供传送及信号路径的命令查询。本发明在操作时会选择一信号格式为菊花链式串接所使用的信号格式，例如：VGA/audio、DisplayPort、HDMA、或DiiVA，其他格式的影音信号在输入时会转换为指定的信号格式。软件、该微控制器924、以及储存接口925可控制影音信号传送的路径，以及在该发送器之间的切换。当指定使用HDMI为影音信号格式时，系统根据不同的信号转换器转换信号格式为HDMI，该HDMI切换器921再将信号传送至该菊花链处理器920，该菊花链处理器920再将HDMI信号插入信号传输路径中进行传输，该发送器的特定LED灯号将会指示目前所传输的影音信号来源。 

“演示者”接收器 

第10A图与第10B图说明该至少一接收器及该至少一接收器电路板的最佳实施例。于第10A图中说明两种该至少一接收器接口1000A的实施态样，上方面板为该至少一接收器接口1000A的前方视图，下方面板为该至少一接收器接 口1000A的后方视图。当于前视图中一电源显示灯号1001亮起，显示其具有充足电源并来自于一外接电源接口1004或来自于菊花链式串接系统中，该电源亦可经由一接收输入端1005来自上游输入设备或经由一接收输出端1006来自下游输出设备。其中该至少一VGA输出端1002与一音频输出端1003位于该至少一接收器接口1000A的正面。于其他实施例中，该至少一接收器可视实际影音信号输出端或影音信号输入端的需要设置多个该至少一接收器接口1000A。 

下方面板为该至少一接收器接口1000A的后方视图，其具有该至少一输出端与输入端，包含:一外接电源接口1004，可将一外部电源与该至少一接收器连接，旁边为该接收输入端1005，用以接收于菊花链串接中上游的该至少一发送器或该至少一接收器所发出的影音信号，接下来为该接收输出端1006输出该至少一影音信号至下游的该至少一接收器，接下来为一RJ45连接接口1007，透过该RJ45连接接口1007，至少一双向影音信号可于网络传输，并且透过菊花链串接，将该至少一双向影音信号传送至位于菊花链式串接中的该至少一发送器或该至少一接收器，或接收于菊花链中的该至少一发送器或该至少一接收器的该至少一双向影音信号。一HDMI输出连接器1008，从菊花链中的上游该至少一发送器或该至少一接收器所传来的该至少一影音信号以已经译码的HDMI格式经由该HDMI输出连接器1008输出至一显示设备，如投影机或是高分辨率电视(HDTV)。于一实施例中，100系列装置可以在一条电缆中传输一套影音信号；300系列装置可以在一条电缆中传输三套影音信号；600系列装置可以在一条电缆中传输六套影音信号。在其他实施例中一条电缆中传输的影音信号数量可以是其他数目（例如，2，4，5，10，100或更多）。一连接器1009，系用以接收RS-232格式的控制信号或其它信号格式例如：RS-485的控制信号，并且透过菊花链串接的方式传送或是接收位于菊花链中其他该至少一的传输端、接收器或是至少一节点，以控制于系统中的影音信号的信号传输路径及其他装置功能。 

请参考图10B，为该至少一接收器的该电路板1000B的示意图。该电路板 1000B经由该接收输入端1005及一菊花链串接式处理器1020可接收至少一影音信号，并经由该接收输入端1005及一菊花链串接式处理器1020并将影音信号输入至该至少一接收器。至少一影音信号经由该接收输出端1006以及一接收输出接口输出至于菊花链中的其他该至少一接收器，再至位于下游的邻近的该至少一接收器或该至少一节点。该至少一影音信号从位于菊花链中上游的该至少一发送器或是该至少一接收器经过撷取与经由一译码器1024译码成HDMI格式，先传送至一HDMI分配器1023，其可为1×2装置，再传送至一信号解析度变换器1025，将HDMI格式转换成VGA格式，最后经该VGA输出端1002输出至显示设备。一音频撷取器1027亦连接至该HDMI分配器1023，其可由HDMI格式中撷取该音频信号，并透过该音频输出端1003输出，该HDMI格式也可输出至该HDMI输出连接器1008。于某些实施例中，该至少一接收器可仅具有一HDMI输出端并无内建该分配器或该音频撷取器1027。一微控制器1021与一储存接口1022以及该译码器1024相连，系用以接收来自于该连接器1009的该控制信号，并将该控制信号传入该菊花链系统中以利系统控制，该电源可透过该外接电源接口1004提供。一个网络交换机通过以太网接口1007提供因特网连接。 

“演示者”节点 

请参考图11与图12。该图11为现有技术大型矩阵切换系统，图12为本发明的可扩充的数字影音信号切换及分配的装置。先参阅图12，本发明的系统架构1200包含四个菊花链式串接的至少一发送器组1203，其中每一个至少一发送器Tx1205个别与一信号来源装置连接1206，其可为PC或DVD播放器。一遥控器1202可置于该系统架构1200中任一菊花链式串接中。至少一节点1201可与该至少一发送器或是于菊花链串接中该至少一发送器连接。于此实施例中，四个发送器组1203的菊花链串可经由位于该至少一节点1201上的至少一节点接口的连接。四个至少一接收器组1204的菊花链串与该至少一节点1201及至少一显示设备1208连接，其可为高画质电视或是投影机。于此实施例中可利用该至少一电缆连接该至少一发送器组1203与该至少一接收器组1204，该至少一电缆可为 同轴电缆或是光纤电缆。 

于其他实施例中，与该至少一节点1201连接的该至少一发送器组1203根据需求可为五个以上。于其他实施例中，该至少一节点1201可视实际需要增加，并可当作整体规划的分支点。 

相较于图11为现有技术的大型矩阵切换器系统1100，每一个影音信号源1105直接与一发送器1106、一个接收器1107与一个解析度变换器1108相连接，形成一输入端1103，再与一矩阵切换器1102相连，其为一24×24装置。该矩阵切换器1102可与一遥控装置1101及位于一输出端1104的显示设备1109相连，其可为高画质电视或是投影机。其中的每一个连接皆需要专用的电缆，使得整体系统复杂且笨重。 

请参阅图13A与图13B，其说明本发明的该至少一节点接口与电路板。图13A上方为该至少一节点接口1300A的前方视图，该图下方为该至少一节点接口1300A的后方视图。一前方节点接口端1301具有一电源显示1307，而一后方节点接口端包含一系列的连接器，其可为但不用以限定，一电源输入端1302，可供一外接电源连接至该至少一节点接口1300A。至少一节点输入端1304与该至少一节点输出端1305，可为RJ45接头。100系列装置可以在一条电缆中传输一套影音信号；300系列装置可以在一条电缆中传输三套影音信号；600系列装置可以在一条电缆中传输六套影音信号。在其他实施例中一条电缆中传输的影音信号数量可以是其他数目。一网络接口1306使得该节点可连接到网络，其可为以太网络的型态。一接收连接器1303，其可为RS-232格式，系用以接收至少一控制信号或其他格式影音信号，例如RS-485格式的该至少一控制信号，可透过菊花链式串接使得该至少一控制信号传送至其他该至少一节点、该至少一发送器、该至少一接收器与其他位于菊花链串接中的该至少一节点，或接收来自该至少一节点、该至少一发送器、该至少一接收器与其他位于菊花链串接中的该至少一节点的该至少一控制信号，以控制影音信号的信号传输路径及其他装置功能。 

参考图13B，其为该至少一节点电路板示意图。该至少一菊花链式串接信号输入端1320位于该图的左方，该至少一菊花链式串接信号输出端1324位于该图的右方。至少一解多任务器1336可以接收由每一个电缆或双绞线电缆输入该至少一多重影音信号，将之译码为多重独立影音信号并馈送该多重独立影音信号至任何规格的至少一矩阵1322，该矩阵1322的格式可为24×24、12×12、48×48、96×96、256×256，或是高于256及其组合。该多重独立影音信号可以被发送至该至少一多任务器1338，将该多重独立影音信号编码成一多重影音信号，通过电缆或该双绞线电缆传输。于实施例中，任何该至少一影音信号可以传送至任何该至少一菊花链式串接信号输出端1324。该至少一矩阵1322亦可使用较小的规格，例如1×1、1×2、2×1、2×2、4×1、1×4、4×2、2×4、4×4，或可至256×256甚至是512×512，或其他组合。其中，一电源1326、一网络切换器1330、以太网络1332皆与该矩阵1322相连接。一软件提供从一微控制器1327至一储存接口1328间影音信号发送的命令查询，该储存接口1328与该微控制器1327及该矩阵1322相连，该微控制器1327并经由一RS-232接口1334或RS-485接口控制影音信号选择与控制该影音信号传输路径。本发明可将任何输入的该至少一影音信号输出至任何该至少一菊花链式串接信号输出端1324，从该至少一节点至下游该至少一接收器、于菊花链串接中的该至少一接收器或其他该至少一节点。 

“显示者”延长器 

图14说明先前技术的一扩展装置1400，用以延长影音信号传送的范围。图15说明本发明的系统架构1500，其包含:至少一发送器、至少一接收器与至少一接力器。于图15中，从一信号来源装置1502而来的一影音信号由至少一电缆1505传输到至少一发送器1504。该至少一发送器1504与串联的至少一接力器1506，图中以两个为例，其后与至少一接收器1508相连，再经由该至少一电缆1505与一显示设备1510连接。该至少一发送器1504与该至少一接收器1508间以一电缆1505连接，其可为第六类(Cat6)电缆，45公尺、一信号输入。接收该至 少一影音信号与输出至该显示设备1510的该至少一电缆1505可为VGA、DisplayPort或HDMI电缆。该系统架构1500可以扩充，可视实际需要数量以菊花链方式串接该至少一发送器1504、该至少一接力器1506与该至少一接收器1508，因此不限传输距离。反观先前技术的扩展装置1400于图14中，其具有一影音信号由PC、DVD也就是一影音信号装置1402发出经过一电缆1405传送到一发送器1404，经由很长的一双绞线电缆1407传输至一接收器1408，再经由该电缆1405传送至显示设备。因先前技术的该扩展装置1400仅具有一对标准的发送器1404与接收器1408，故其可传输的距离为有限的。 

图16A说明本发明的该至少一接力器的一接力器接口1600A，图16A上方为该接力器接口1600A的前方视图，下方为该接力器接口1600A的后方视图。第16B图说明该至少一接力器电路板1600B。该接力器接口1600A的正面端1602具有一电源显示设备1620，该接力器接口1600A其后具有一电源输入端1604，供一外在电源输入电源。一输入端1606与一输出端1608可供至少一电缆连接，其可为RJ45连接器。实施例中，100系列装置可以在一条电缆中传输一套影音信号；300系列装置可以在一条电缆中传输三套影音信号；600系列装置可以在一条电缆中传输六套影音信号。在其他实施例中一条电缆中传输的影音信号数量可以是其他数目。 

于16B图中的该电路板1600B中，经由一电缆1610输入的至少一影音信号传送至位于菊花链中的一接力器1614，将该至少一影音信号进行等化与重组修复。接下来该接力器1614输出处理过的该至少一影音信号，透过该电缆1612，至下一个位于菊花链中的组件。一外接电源透过一电源输入端1616与一电源输入接口1618将电力供应给该接力器1614。电源亦可由位于该菊花链串接的该至少一电缆提供。 

RJ45及双绞线接线标准 

请参阅图17和图18，图18为八引脚的连接器，其可以是RJ45连接器，四对双绞线电缆个别分开，没有分离或交叉，因此可提高彼此阻抗特性以及共模噪 声抑制的效果，并最大限度地减少彼此之间的串扰，此特性在高频高速数字影音信号传输是重要的。图18中，配置A所示为双绞线组P3为引脚1及引脚2；双绞线组P2为引脚3及引脚4；双绞线组P1为引脚5及引脚6；双绞线组P4为引脚7及引脚8。配置B为双绞线组P2为引脚1及引脚2；双绞线组P3为引脚3及引脚4；双绞线组P1为引脚5及引脚6；双绞线组P4为引脚7及引脚8。主要方法为没有任一对双绞线电缆是个别分开的，且个别的成对双绞线电缆并未互相横跨干扰。 

请参考图17的现有技术连接器，图中的配置T568A及配置T568B，其中一成对双绞线电缆为分开的形式，因此导致阻抗特性的改变，此外彼此间的干扰也导致信号传输的质量下降，更因为在高频环境下传输，更导致问题的严重性。 

影音信号切换及分配的方法及软件 

图19说明本发明的运作方法1900。步骤1901中，该至少一影音信号从一信号来源装置1907，其可为计算机、笔电、智能型手机，输入至该至少一发送器1908。该至少一发送器1908可以是于菊花链中串联型态。于步骤1902中，该至少一影音信号转变成一共同格式，该格式可为HDMI。再将该共同格式转译成可传送于以菊花链串接的该至少一发送器1908中的该至少一影音信号。该至少一发送器1908透过该至少一电缆与于菊花链串接中该至少一接收器1909连接。于步骤1904中，该至少一接收器1909将该至少一影音信号传送至下游的该至少一接收器1909。于步骤1906中，该至少一接收器1909可由影音信号传输路径中撷取特定该少一影音信号，并译解该至少一影音信号，再将之转换为可播放于显示设备1912的格式。于某些实施例中，可具有步骤1905，该步骤为控制传输路径中的影音信号切换。此功能可通过:(1)操作一按钮1910，该按钮1910可位于该至少一发送器1908，并标示为「显示本机」，该按钮1910亦可为开关、触发器，或是其他可以启动的型态呈现。(2)于该菊花链系统中插入至少一遥控器1911。透过该至少一遥控器1911与该菊花链系统中的该至少一发送器1908或该至少一接收器1909，以控制该至少一影音信号至一显示设备1912的显示。于步骤1903中，于欲进行进一步传输该至少一影音信号前，可先插入一影音信号或 是多重影音信号。于步骤1905中，该至少一接收器1909可以接收该一影音信号或是，并且选定及解译该至少一影音信号的其中之一并显示于该显示设备，当其他该至少一影音信号传输至菊花链中下一个组件。在某些特定大型系统的运作方法中，可进一步增加一影音信号切换步骤于该至少一发送器间、菊花链串接的该至少一发送器与该至少一接收器间，或是于该系统中任何菊花链串接的该至少一接收器间，其作为一个星状配置，如图12。 

请参考图20、图21A以及图21B，为本发明的系统装置编号示意图及软件流程图，系统装置编号会在当一装置加入本发明的系统架构或当该遥控器询问时发生，该至少一发送器2002、该至少一接收器2003，或该至少一节点可侦测该装置位于该系统中的上游或下游，根据侦测的响应，该发送器2002与该接收器2003的直接链接被确定并且当作一参考点2001。所有其他该至少一发送器2002与该至少一接收器2003都会被辨认并且分别给予一连续的号码。也就是说，一开始被辨认的该发送器2002与该接收器2003的设备编号标记为编号1，离该参考点2001越远的该至少一发送器2002与该至少一接收器2003及该至少一节点则标记数字越来越大。最远离该参考点2001则分别标记为M与N，该系统则为M×N系统。一但当M与N的作为辨识的讯息已传送至整个菊花链系统，影音信号的发送信号传输命令则不会包含数字大于M以上的发送器编号或数字大于N以上的接收器编号。其他可供辨认的方式可包含依照数字、名子、或是字母或其他熟悉此领域之人应用的方式，但不以此为限。 

请参考图21C，说明进行“显示者”系统影音信号路由的软件指令。当发送的命令为m*ns，其中m为发送器编号，n为接收器编号；且m不会大于上述的M，n不会大于上述的N，s则代表一个切换的命令。当该m*ns命令发出于整个菊花链系统中，与m符合的该至少一发送器传送由信号来源装置输出的该至少一影音信号至该菊花链系统。其他位于该菊花链系统中的该至少一发送器则会传递该至少一影音信号。符合n的该至少一接收器则会由该菊花链系统中撷取该至少一影音信号并将之转换及传送至显示设备播放。该软件亦可用于整个系 统中控制双方向影音信号。因发出的命令包含辨识输入的该至少一发送器与输出的该至少一接收器的设备编号，其独立于已发送的命令之外，因此该至少一远程遥控装置可以连接该菊花链系统中的任何一个装置。若有一个以上的命令连续发出，两个命令中有冲突，则较后的命令可盖过较前的命令。该命令可以透过其他该领域人士所熟知的其他方式，如号码、名字、可供参考的字母等，但不以此为限。 

“演示者”双工器 

图22说明该数字影音信号切换及分配的装置及其运作系统进一步具备该至少一双工器，其具有双方向影音信号传输功能。于图22的一双工器系统2200中，该至少一双工器2202串接于菊花链系统中，且数量可以实际所需而调整。该至少一双工器2202接收来自于一信号来源装置2201输入的至少一影音信号，并送出该至少一影音信号予至少一显示设备2204；该信号来源装置2201可为PC或DVD/Blue-Ray Player，该显示设备2204可为HDTV或投影机。于其他实施例中，可具有两条分开的以菊花链方式串接的至少一双工器链，并可用该至少一电缆将两条串接。每一条串接的双工器链皆具有于菊花链中可传送与接收至少一双方向影音信号2203的功能，且彼此亦可互相传送与接收。该至少一双方向影音信号2203来自于该双工器系统2200中的任何一该信号来源装置2201，并可被发送至任何一个于该双工器系统2200中的该显示设备2204。该至少一遥控器2205可以与该双工器系统2200中的任何一个装置连接。至少一信号控制装置可以是一按钮或是一触发器、开关可做为控制该至少一影音信号的选择，其可以以「显示本机」或是其他方式呈现，系用以发出一控制影音信号，使得该至少一影音信号略过其他于菊花链中的该至少一双工器并传送至该至少一显示设备2204。该至少一遥控器2205亦可与任一该至少一双工器2202连接，做为第二层的影音信号管控。或者，该至少一遥控器2205透过一个与该至少一双工器2202以无线方式连接的接收器连接，以此之方式与该至少一双工器连接。该控制影音信号可包含RS-485、RS-232、USB、inferred(IR)、RF影音信号等信号 格式，可以发送至或是接收于任何方向的任一装置。 

第23图说明该至少一双工器的一电路方块图2300。于本实施例中，可由菊花链串接的至少一双工器或是该至少一信号来源装置接收至少一双向影音信号2312。该至少一双向影音信号2312透过该至少一电缆及一双工器输入端2301传送至一菊花链处理器2310，该菊花链处理器2310可将该双向影音信号2312所含有的讯息插入影音信号路径中以撷取并将之该双向影音信号2312格式透过一双工器输出端2302输出至菊花链下游的该至少一双工器，或输出至一影音信号转换器分配器2308后，再传送到至少一影音信号输出连接器2304。该电源输入端2314与该双向以太网络接口2315，所输入的至少一影音信号一起传送至该菊花链处理器2310。复数个输入影音信号从一信号来源装置传送至至少一影音信号输入连接器2303，其可为VGA、audio、DisplayPort、HDMI或是DiiVA，并输入至一影音信号转换切换器2307，其可将该复数个输入影音信号转换与选择，用以传送至该菊花链处理器2310。该电路板中亦可复数个影音信号转换切换器2307与该影音信号转换器2308连接，将VGA、audio、DisplayPort、HDMI或是DiiVA经由至少一影音信号输出连接器2304输出。于某些实施例中，该影音信号转换切换器2307适用于不同的信号数，例如1×1、1×2、2×1、2×2、4×1、1×4、4×2、2×4、4×4，或可至256×256，或其他组合。该至少一双工器亦可仅具有一个HDMI输入端与一个HDMI输出端且并非内建于切换器、分离器、信号解析度变换器等。其中，该双工器输入端2301以及该双工器输出端2302透过一传送接收器与该菊花链处理器2310相连。 

影音信号控制软件调控一微控制器2309与储存接口，该微控制器2309与该菊花链处理器2310相连，可接收来自于一外在影音信号源的至少一控制影音信号2317，该控制影音信号2317可为RS232格式，该控制影音信号2317可用以控制该影音信号的信号传输路径。在一些实施例中，一USB输入端2316用以提供从USB装置输入的至少一影音信号；而影音信号选择输入端2305与一控制钮2306也与该微控制器2309连接。 

于其他实施例中，本发明的组件可以整合于其他影音装置，不限至于影音信号源装置（如电脑，DVD/蓝光机，平板电脑，智能手机），显示装置（如高清晰电视，投影电视）、或其他附属装置（如打印机，控制器，有线电视及卫星机顶盒，影音接收器/发送器，及其它装置）。 

所有在本申请中公开及要求的装置和方法，可制成并且无需过度的实验中执行根据本公开的。虽然本说明的装置和方法是以优选实例进行的描述，但是显而易见那些本领域技术人员可以把它们应用到步骤或步骤的顺序，设备，组件及方法来达成变种，这些变种仍未脱离本发明的概念，精神，范围及保护的中。更具体地，显而易见，这些装置或方法可以通过替换某些材料或元件而达到相同或相似的功能或效果。所有这些类似的替代和修改显然，对于本领域的技术被认为是精神，范围和本发明的概念之内并受本发明权利要求保护。 

Claims (31)

1.数字影音信号切换和分配系统，其中包括：

至少一个组件发送器信号切换和分配，其中每个至少一个发送器通过电缆以菊花链方式串联起来如果有多个发送器；

每个至少一个发送器都有至少一个介面与至少一个输入端用来接收来自信号源或另一个发送器或节点的信号；

每个至少一个发送器还有至少一个输出用来通过电缆传送信号到接收器或节点；

可选的至少一个节点用来接收至少一个信号来自任何与之连接的发送器或多个菊花链串联的发送器，并输出至少一个信号到与之连接的接收器或多个菊花链串联的接收器；

至少一个组件接收器用来分配信号，每个至少一个接收器与其他接收器（如果有多个接收器）或（可选）一个节点中（如果有一个节点）通过电缆以菊花链方式串联；

每个至少一个接收器都具有至少一个输入端通过电缆从发送器或从其他接收器或节点接收信号；

每个至少一个接收器都具有至少一个输出端用来通过电缆把信号发送到显示器或接收器或节点；并且，

（可选），至少一个显示器有与至少一个输入端用来通过电缆从一个接收器接收信号。

2.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，更包含至少一个电缆用来从影音装置获取信号。

3.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，每个至少一个发送器更包含至少一个输入选择按钮，按下发送器上的此选择按钮将选择从那台发送器来的信号将通过所有的发射器和接收器到达至少一个显示单元，也就是说最后一个按下的选择按钮控制的信号路由。

4.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，更包含至少一个遥控器，连在菊花链串联的多个发送器和菊花链串联的多个接收器系统的一个或多个位置上，用来通过第二种信号路由到至少一个显示器的控制。

5.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中每个发送器和接收机更包含以太网输入介面用来提供互联网，其中任何发送器和接收机都可以作为任何连接到发送器的系统影音设备的互联网接入点，这样所有连接到系统的影音设备都可以得到由菊花链串联的发送器和接收机组成的系统所传输的因特网信号而联到互联网。

6.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中包含一个发送器和一个接收器。

7.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中包含多个发送器和一个接收器。

8.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中包含一个发送器和多个接收器。

9.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中包含多个发送器和多个接收器。

10.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，每个至少一个发送器包含电路板，用来接收多种输入信号格式。该电路板更包含；

VGA及音频到HDMI转换器用来接收VGA和音频输入信号；

DisplayPort到HDMI转换器用来接收DisplayPort输入信号；

HDMI切换器用来选择某个输入信号被送往发送器用于系统分配；

微控制器和可选的选择按钮用来选择和控制被选中的发送器信号；

数字发送器电路用来将信号送往下一个与之相连的发送器，接收器或接点，还有

菊花链处理器用来将本地信号插入菊花链系统，其中的信号路径可能从单个发射器单个接收器，或经由菊花链串联的每个发送器，送往单个接收器或菊花链串联的多个接收器。

11.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中至少一个发送器更包含电路板用来接收从VGA/音频、HDMI、DisplayPort和DiiVA中的任何格式。

12.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，每个至少一个接收器更包含：

电路板用来从发射器或接收器或节点接收输入信号；

数字发送器电路用来发送信号到下一次连接的接收器或节点；

信号处理器用来提取信号并送给显示器，还有

微控制器用来确定和控制信号的流动路径，使接收器从信号流动路径中提取信号给显示器。

13.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中连接发送器、接收器和显示器的电缆可以是同轴电缆、双绞线电缆和光纤光缆中的任何种类。

14.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中至少一个发送器，延长器或接收器的数量是可大可小，这样只需加入更多发送器，延长器或接收器就可以实现更长传输距离的信号传输。

15.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中发送器、接收机和节点通过8线4对的双绞线连接，其RJ45公母接头的接线标准更包含：

一套的八个引脚配置为四个双绞对线，其中没有任何一个双绞对线的两根线被从其它双绞对线的导线分开，其中引脚及对线之A组合；

引脚1和2是为双绞线对3的第一和第二线

引脚3和4是为双绞线对2的第一和第二线

引脚5和6是为双绞线对1的第一和第二线

引脚7和8是为双绞线对4的第一和第二线

藉以增强的共模噪声拒绝和阻抗特性，并减少导线之间的串扰，尤其是在高频率。

16.如权利要求15所述的公母RJ45接线标准，其中接线标准也可以是B组合，其中引脚1和2是为双绞线对2的第一和第二导线，而引脚3和4为双绞线3的第一和第二导线。

17.如权利要求10所述的影音信号切换及分配发送器，更包含DiiVA转换器用于接收DiiVA信号输入。

18.如权利要求10所述的影音信号切换及分配发送器，其中HDMI切换器可以是2信号选1信号切换器、3信号选1信号切换器、4信号选1信号切换器和多信号选1信号切换器。

19.如权利要求1或10所述的发送器，其中电路板可以从影音信号切换及传输系统的其它发送器，接收器或节点获取电源，因而不再需要外接电源。

20.如权利要求1或12所述的接收器，其中电路板可以从影音信号切换及传输系统的其它发送器，接收器或节点获取电源，因而不再需要外接电源

21.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，其中的视频、音频、以太网和控制信号可以是双向的。

22.如权利要求1所述的数字影音频号交换及分配系统，更包含：

至少一个组件双工器用来作信号切换和分配，其中每个双工器至少有一个介面具有至少一个输入端用来通过电缆从信号源或可选双工器接收信号，以及至少一个输出端用来向其它装置或双工器或节点送出双向信号；

双工器上有可选的至少一个信号选择装置，还有

可选至少一个显示器具有至少一个输入端用来通过电缆从接收器接收信号。

23.如权利要求22所述的数字影音频号交换及分配系统，其中双工器的电路板更包含：

信号转换/切换电路用来接收至少一个信号及信号输入格式；

信号转换/分配电路用来输出从信号转换/切换电路来的至少一个信号；

数字发送/接收电路用来从上游双工器接收至少一个信号，并向下游双工器输出至少一个信号；

菊花链处理器用来将本地信号插入信号途径，以及

微控制器用来确定和控制信号的流动路径，并由菊花链处理器从信号路径中取出信号供与之相连的显示器显示。

24.如权利要求22所述的双工器，其中电路板包含连接连接器可以接收和输出信号VGA、音频，DisplayPort和DiiVA中的任何信号。

25.数字影音信号切换和分配节点包含：

至少一个介面包含至少一个输入端用来通过电缆从至少一个发送器，或串联成菊花链的多个发送器之一（如果有多个发送器），或节点获取信号；

至少一个矩阵用来接收每个输入端的每个信号，并输出到任何输出；

至少一个介面包含至少一个输出端用来将至少一个信号传送到至少一个接收器，或串联成菊花链的多个接送器之一（如果有多个接收器），或节点，其中每个信号可以从任何输入到任何输出，还有

至少一个微控制器用来控制每个至少一个信号。

26.如权利要求25所述的节点，更包含：

至少一个解多工器用来将从每个输入端收到的复合信号分解成多个单一信号并送往至少一个矩阵切换器，还有

至少一个多工器用来将从至少一个矩阵切换器来的多个第一信号组合成复合信号，并通过电缆送往单一接收器，菊花链的多个接收器，或节点。

27.如权利要求25所述的节点，更包含：

网络切换器用来连接到至少一个矩阵并提供因特网连接。

28.如权利要求27所述的节点，其中网络切换器可以是以太网切换器。

29.如权利要求27所述的节点，更包含：

至少一个内存接口用来连接到微控制器控制每个至少一个信号提供指令。

30.一种数字影音信号切换和分配方法包含：

从影音装置通过电缆提供VGA/音频、DisplayPort、HDMI，或（可选）DiiVA中的至少一个信号到至少一个发送器或以菊花链串联的多个发送器之一，其中信号路径从影音装置进入并通过发送器或发送器链如果有多个发送器；

将每个输入的信号通过发送器电路板上的转换器或解析度变换器转换成一种共同的信号格式；

由发送器电路板上的切换器选择转换后的信号；

插入所选信号到信号路径，由发送器电路板上的菊花链处理器将信号送经单一发送器或多个链接的发送器（如果有多个发送器）；

通过单一接收器或多个以菊花链串联的接收器来接力传送信号，其中信号从单一发送器流入单一接收器或多个链接的接收器（如果有多个接收器）；

接收器电路板上的菊花链信号处理器用来取出信号供显示器显示，其中取出的信号经由接收器电路板上的可选转换器或解析度变换器转换成至少一个信号格式并送往显示器；

可选链接的发送器和链接的接收器中的控制信号切换和分配，其中每个至少一个发送器包含至少一个选择按钮。按下发送器上的选择按钮会选择本地信号通过发送器及接收器链将信号接力送往显示器，并且最后按下的按钮决定信号显示选择；

从接收器到至少一个显示器上显示信号；还有

可选第二种信号选择和信号路由控制，其中遥控器可接入多个连接的发送器和接收器之间的多个位置。

31.如权利要求30所述的方法，更包含：

由双绞线传输信号，其RJ45公头采用如权利要求15所述的接线标准；

将RJ45公头与RJ45母头连接，其RJ45母头采用如权利要求15所述的接线标准。

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