JP2005204221A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送データの大容量化高速化にともない消費電力が増加し、信号歪による特性劣化をひきおこし、ケーブルやコネクタの信頼性が低下、またコストアップの要因となる。また実装上の部品配置などの制約が厳しくなるなどの様々な課題を取り除く。
【解決手段】同一筐体内において、送信信号を電磁波信号に変換する手段と前記電磁波信号を受信し前記送信信号を復元する手段を具備し、高速大容量の転送データを無線にて伝送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は表示素子や撮像素子など高速なデータ転送を必要とする素子を内蔵する電子装置に関する。

近年、携帯電話やノートブックコンピュータ、デジタルカメラなどの機能向上は目覚しく、内蔵される表示素子や撮像素子の高分解能、高精細化が求められますます複雑化してきている。特に携帯電話においてはカメラ機能の内蔵や表示の大型化などの高機能化とともに小型軽量化、低消費電力化が求められその筐体構造もクラムシェル型またはフリップ型と呼ばれる折り畳み型が主流になってきている。

図７に表示素子としてアクティブマトリックス型液晶表示体を用いた電子装置の典型的なブロック図を、また図８にそのタイム図を例示する。

図７に示すように、ＣＰＵ７０１は表示すべき画像データを生成しビデオメモリＶＲＡＭ７０２に書き込む。ＣＰＵ７０１はＪＰＥＧやＭＰＥＧなどの圧縮画像や動画データからの伸張や演算により表示すべき画像データを生成する。液晶コントローラＬＣＤＣ７０３は液晶表示に必要な各種タイミング、すなわちＸドライバ７１３のＸクロック信号７１５、水平同期信号７１４、垂直同期信号７１８を生成し、またビデオメモリ７０２から表示すべき順序にそって画像データを読み出して液晶表示体ＬＣＤ７０８のドライバ（Ｘドライバ７１３およびＹドライバ７０７）に送出する。Ｘドライバ７１３は液晶表示体７０８の画素がｎ行ｍ列で構成される場合、ｍ段のシフトレジスタ７０４、ｍワードのラッチ７０５およびｍ個のＤＡ変換器７０６から構成される。液晶コントローラ７０３は表示フレームの先頭の画素を読み出すとき垂直同期信号７１８を発生しＹドライバ７０７に送出する。このとき同時に液晶コントローラ７０３は液晶表示体７０８の１行１列目の画素に表示するデータをビデオメモリ７０２から読み出し表示データ信号７１６としてラッチ７０５のデータ端子に送出する。

シフトレジスタ７０４は図８に示すように液晶コントローラ７０３が発生する水平同期信号７１４をクロック信号７１５により読み込み第一列目の画像データをラッチするための信号Ｘ１ラッチ（図８（ｃ））を発生しする。この信号によって１行１列目の画素に表示されるデータがラッチ７０５の１列目にラッチされる。引き続き液晶コントローラ７０３はビデオメモリ７０２から次の画素に表示すべきデータを読み出し出力する。Ｘドライバ７１３のシフトレジスタ７０４は水平同期信号７１４を一つシフトさせ第二列目の画像データをラッチするための信号Ｘ２ラッチ（図８（ｄ））を発生させて１行２列目の画像データをラッチする。以下シフトレジスタ７０４は順次シフトさせ１行目に表示するデータを順次ラッチしていく。１行分のデータをラッチ７０５が保存し終わると次の水平同期信号７１４（図８（ａ）および（ｈ）、図８では（ａ）〜（ｆ）と同図（ｇ）〜（ｋ）で横軸のタイムスケールが変わっていることに注意されたい。そのため同一信号である水平同期信号は（ａ）に加え（ｈ）が再掲されている。）が出力されＤＡ変換器７０６はラッチ７０５に保持されたデータをＤＡ変換し列電極Ｘｉ７１０（１≦ｉ≦ｍ）に出力する。同時にＹドライバ７０７は１行目の行電極Ｙ１に選択信号を出力する。

以下同様にＹドライバ７０７は行電極Ｙｊ７０９（１≦ｊ≦ｎ）に選択信号を水平同期信号７１４が出る度に順次シフトしていく。

一点鎖線７１８内は液晶表示体７０８のマトリックス配置された１画素部分を拡大した図である。アクティブスイッチ素子Ｔｒ７１１は行電極Ｙｊ７０９が選択されると列電極Ｘｉ７１０に出力されたＤＡ変換器７０６出力を画素電極Ｐｉｘ７１２に伝える。なおＤＡ変換器７０６を液晶コントローラ側に一つ置いてデータ７１６をアナログ信号で伝送することもできる。この場合はラッチ７０５はアナログのサンプルアンドホールド回路となる。この方法はＤＡ変換器の数を減らすことができ従来多く用いられたが、ＤＡ変換器といっても最終的に画素電極に印加される電圧値が所定値になっていればよく、パルス幅変調などのデジタル回路が使用できること、およびアナログのサンプルアンドホールド回路が不要となるためＬＳＩの高密度化に伴いここで説明した方法が主流となってきている。この方法ではデータはデジタル信号で送られるため信号線の数が非常に多くなり、例えば８ビットｘ３原色の計２４本が必要となる。

行の右端の表示信号が液晶コントローラ７０３から出力された後、次の行の左端の表示信号が出力されるまでの時間、また画面の最下行の画像データが出力し終わってから次のフレームの最初の行の画像データが出力されるまでの時間は（水平、垂直）ブランキング期間または帰線期間と呼ばれ、ＣＲＴでは０にできないが液晶表示体では０でもよい。図８では１画素分の水平帰線期間、１行分の垂直帰線期間をとった場合を例示している。

デジタルカメラなどの撮像素子を使用する電子装置においてはちょうど表示体素子を用いる場合と信号の伝送される向きが逆になり同様の回路構成がとられる。

近年、表示体素子や撮像素子を内蔵する電子装置において、大型表示、高分解能、さらに機器の小型軽量化が求められている。このような要請から、実装基板は複数にわたることが多く、その場合図７（ａ）の一転鎖線７１７−７１７‘で分けられることが多い。必然的にＣＰＵと表示素子または撮像素子との間の結線が長くなる。素子の高分解能化に伴いそれらの線路の信号周波数が高くなり接続が困難になってきている。特にクラムシェル型構造では細いヒンジ部分を介して両者が接続される構造となる。表示素子や撮像素子の高分解能化に伴い両基板間でやり取りされるデータ量も多くなり高速転送技術が必要となってきている。この問題を解決するために高速データ伝送の方式としてたとえば（ＬＶＤＳ：Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）を表示体や撮像素子の接続に使う（特許文献１および特許文献２）ことが提案されている。特許文献３および特許文献４等ではこの方式でも十分な解決が得られないとして新たな方法が提案されている。

特許公報３０８６４５６（欄４４） 特許公報３３３０３５９（欄４６） 特許公報３３４９４２６ 特許公報３３４９４９０

しかしながら、最近の表示体の大型化はこれらの技術でも十分な性能を得られない。十分な対ノイズ特性（耐干渉性、与干渉性）を得るには細心の設計と調整が要求される。ＬＶＤＳでは信号レベルが小さいため必然的にデジタルＩＣでアナログ信号を扱うことになり消費電力が大きくなるという問題があった。

また信号を精度よく伝送するためには整合の取れたインピーダンス終端が必要であるが、インピーダンス終端が必要な線の数が多い上に伝送インピーダンスはせいぜい１００オームくらいなのでそれらの終端抵抗に消費される電力が容認できないほどに大きくなってしまうという問題もあった。

さらに、また配線がヒンジ部などの可動部を通る場合は折れ曲がり具合により特性インピーダンスが変化するため状況によってインピーダンス不整合が生じ折れ曲がり部での反射等により信号劣化を引き起こす。このために伝送されるデータの速度が制限されたり、実装方法や部品の配置が制約を受けるという問題点があった。

また、さらに当然のことながらヒンジ部を介してやり取りされる信号数は数十本となる上に基板上の配線を使用できないのでフレキシブル基板をコネクタを介して接続することになる。フレキシブル基板やコネクタによる接続はコストが高い上に接続信頼性も低いという欠点を有していた。

さらに転送データの高速化に伴う配線数の増大は配線のための物理的スペースを要し当然の事ながら機器のデザインに対し大きな制約を課すことになる。

さらに、このような高速で大量のデータを長い配線によって引き回すことにより線路からの放射電磁界が増えることとなり、他の電子機器あるいは自機器への電磁波妨害の要因となる。従来の信号線による信号伝送では受電端での振幅レベルが規定されており受電端で十分な品質を確保しても信号の振幅レベルを下げることができない。すなわちＥＭＩ対策が困難になり結果として機器デザインへの制約やコストアップを引き起こしている。また、送信側の駆動は受電端の負荷に加え線路の浮遊容量も同時に駆動することになるため信号伝達に余分なエネルギーを必要としている。すなわち消費電力を増大させる結果となっている。

そこで本発明は上述のように種々の問題や制約を持つデータの高速度伝送の方法を従来にないまったく新しい方法で改善し、これらの従来の欠点や制約を除去し低コストで信頼性の高い電子装置を実現することを目的とする。

本発明の電子装置は、送信信号を電磁波信号に変換する電磁波変換部と前記電磁波信号を無線送信する送信部とを備える第１の部分と、前記電磁波信号を受信する受信部と受信した電磁波信号を前記送信信号に復元する電磁波復元部とを備える第２の部分とが、同一筐体内に収容されていることを特徴とする。

上記構成によれば信号の送受信を電磁波により無線化でき信号は空間を伝播して伝わるためフレキシブル基板やコネクタといった配線の必要がなくこれらに起因するコスト高や信頼性の問題が無くなる。またインピーダンスマッチングのための終端やデータ伝送速度の高速化に伴い上昇する消費電力の問題も回避できる。また配線の引き回しや部品配置の制約がなくなり電子装置のデザインや使い勝手を向上することができる。また信号伝送に使用される電磁波は同一筐体という至近距離で行われるためこの距離内での通信が確保できさえすれば良く、放射電磁波の強度を限界まで下げることが出きるのでＥＭＩ特性が本質的に改善され対策が容易になる。

本発明の電子装置の電磁波信号変換部は、少なくとも搬送波パルス列を発生する搬送波発生部と、前記送信信号と前記搬送波パルス列を乗算する乗算回路から構成されることを特徴とする。

上記構成によれば、少ないハードウエアコストで送信すべき信号を電磁波に変換することができる。

本発明の電子装置の電磁波復元部は、少なくとも受信電磁波信号と搬送波パルス列を乗算し前記送信信号を復元する乗算回路から構成されることを特徴とする。

上記構成によれば、少ないハードウエアコストで電磁波信号を受信して送信されたデータを復元することができる。

また本発明の電子装置の電磁波変換部は、少なくとも搬送波パルス列を発生する搬送波発生部と、前記搬送波発生部により発生された搬送波を前記送信信号によって位相変調する変調部を備えることを特徴とする。

さらに本発明の電子装置の電磁波復元部は、少なくとも受信した電磁波信号と搬送波パルス列を乗算し前記送信信号を復元する乗算回路から構成されることを特徴とする。

上記構成によれば、少ないハードウエアコストで送信すべき信号を電磁波に変換することができ、通信に必要な占有帯域も押さえることができ与干渉性能を向上することができる。

また本発明の電子装置の電磁波信号変換部は前記送信信号をコード多重化し拡散変調する拡散変調部を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、複数の信号をシリアル伝送に寄らず多重化して送ることができ、また拡散利得を稼ぐこともでき、リアルタイム特性の良いロバストなシステムを構築できる。

更に本発明の電子装置の電磁波変換手段は前記送信信号をＵＷＢ変調するＵＷＢ変調部を備えることを特徴とする。

上記構成によれば電波によって通信を行う携帯電話のような、電磁波発生が基本的機能である電子機器の強電磁界環境化においても高速の信頼性の高いデータ伝送が可能となる。ＵＷＢ通信であれば法律によって許容される最大放射電磁界の規定が緩和されより受信側の設計が容易となる。

本発明の電子装置の前記第１の部分は、前記送信信号を記憶する記憶部と前記記憶部に記憶された前記送信信号を読出し出力する制御部とを備え、前記第２の部分は表示部を備え、前記表示部は前記制御部によって読出し出力された前記送信信号を表示することを特徴とする。

上記構成によれば、表示体と表示体の制御部間での信号のやり取りが無線化されるため、その間の配線が不要となり、表示体の大型化に伴い露見したさまざまな問題を回避できる。すなわち、クラムシェル構造の筐体でも容易に実装できる、フレキシブル基板やコネクタといった配線の必要がなくこれらに起因するコスト高や信頼性の問題が無くなる、高い伝送速度にも対応が可能などの効果がある。

また本発明の電子装置の前記第１の部分は撮像素子を備え、前記送信信号には前記撮像素子により撮影された画像情報が含まれることを特徴とする。

上記構成によれば、撮像素子と撮像素子で得た画像データを使用するホスト側との間の信号のやり取りが無線化されるため、その間の配線が不要となり、撮像素子の大型化に伴い露見したさまざまな問題を回避できる。すなわち、クラムシェル構造の筐体でも容易に実装できる、フレキシブル基板やコネクタといった配線の必要がなくこれらに起因するコスト高や信頼性の問題が無くなる、高い伝送速度にも対応が可能などの効果がある。特にカメラにおいては光学系と電子部品を同一筐体に実装しなければならず電子部品実装の制約が多かったが本発明の上記構成によりこの制約を緩和することができる。

以上述べたように、本発明の上記構成によれば、電子機器の同一機器内のような極近距離に電磁波による無線データ伝送を使うことにより、従来の高速データ伝送に伴う種々の問題や実装上の問題を除去することができ低コストで高信頼性かつ低消費電力の電子装置を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を使って説明する。

図９は電子装置の実施例の要部を示す図である。電子装置は本体部１３５と表示部１３９に分けられヒンジ１３７を介して一体化されている。本体部基板１３３は電子装置本体の機能制御を受け持つ。電子装置には様々な入出力デバイス例えばキーボードや表示装置が接続される。１３４は入力装置としてのキーボード、１３６は表示装置としての液晶表示体である。１３８は本体基板１３３上の電子回路の制御によって表示データを生成する液晶コントローラである。液晶コントローラ１３８が発生する表示データは変調器１３０に送られ変調され送信アンテナ１３９より電磁波（電波）に変換され空間を伝播する。送信アンテナ１３９より送信された電磁波信号は受信アンテナ１４０により受信され復調器１３２により表示データに復調され液晶ドライバ１３１に送られ液晶表示体１３６に表示される。

送信アンテナ１３９から放射される電磁界は法律によって定められる上限を超えないように設定される。免許を要しない無線局として許容される放射レベルはＥＭＩの規定よりもはるかに低いレベルであるが、通信距離が至近距離であるためリンクバジェットを適当に設定することで十分な品質の通信路を確保できる。

このような構成を取ることで表示データのような大量のデータが無線で伝送され、信号は高速データ伝送が必要とされる信号線を介して伝えられるのでなく空間を伝播するためこれらの信号線を使う必要がなくなりそれに伴うコネクタやヒンジ構造の従来の問題を除去することができる。また従来の信号線による伝送では正しく信号を伝送するために信号のロジックレベルが規定の信号振幅を確保することが要求され、高速化に伴い浮遊容量への充放電が多くなり消費電力が増加する。さらに、信号線路から発射される不要放射電力が増加し周囲の機器への干渉対策が困難となる。信号線による伝送ではロジックレベルが規定されているため本質的に消費電力を減らすことができない。また不要放射を減らすにはシールド強化などの対処療法しか方法がなかった。

本発明のこのような方法によれば、送信アンテナ１３９から送信される放射電力を同一機器内という至近距離において十分な通信品質を確保できれば良いので送信アンテナ１３９からの放射電力をこの値程度まで下げるができ消費電力やＥＭＩ対策が本質的に改善され容易となる。また通信線路のインピーダンスマッチングのための終端に伴う消費電力の増大や部品配置、線路の引きまわし等の制約から解放される。無線通信の方法は通信距離が同一筐体あるいは同一機器内に限定されるため従来の無線通信機器に使用される技術より簡素な方法をとることができる。

なお図９に示すように、本体部１３５と表示部１３９とがヒンジ１３７を介して一体化され電子装置は同一筐体に収容されている。伝送しようとするデータが高速化するに伴い伝送線路内を伝送させるは困難となるが空間内の電磁波による伝送はより容易になってくる。近年の半導体素子製造技術の向上に伴いこのような高周波の無線伝送の変復調器を組み込むことはわずかなコストで可能であり実用性の高いものである。

なお、信号の伝送距離は至近距離であり全ての信号を無線伝送する必要はない。高速伝送の必要な信号、多重化、並列化の必要な信号を伝送すると効率が良い。これらの変復調を制御する制御信号やタイミング信号は有線で伝送することも可能である。

図１は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図である。ＣＰＵ１０１は演算等により表示すべき表示データを生成しビデオメモリＶＲＡＭ１０２に記録する。液晶コントローラＬＣＤＣ１０３は表示体に表示させる表示データ１１９を所定順序によりビデオメモリ１０２から読み出し、垂直同期信号１２１、水平同期信号１２０とともに出力する。表示データ１１９は並直変換回路ＰＳ１０４によって並直変換されロジック回路１０７に伝送される。同期回路１０５は水平同期信号１２０および垂直同期信号１２１を受けて同期検波のためのタイミング等の通信に必要な同期を取るためのプリアンブルを生成する。ロジック回路１０７は並直変換回路１０４および同期回路１０５からの信号を受け無線伝送のためのパケットを生成し、該パケットは搬送波発振器ＯＳＣ１０９で発生した搬送周波数により変調器１０８で変調され送信アンテナ１１０より送信される。受信アンテナ１１１は前記送信アンテナ１１０より送信された電磁波信号を受信しプリアンプＡＭＰ１１２によって増幅された後、バンドパスフィルタＢＰＦ１１３により不要帯域の妨害波を除去して同期回路１１４に入力される。同期回路１１４では受信信号パケット内のプリアンブルを検出し復調に必要な同期タイミングやクロックをＰＬＬ１１５と協調し生成する。復調器１１６は受信信号を受けて前記同期回路１１４やＰＬＬ１１５の出力を使いパケットの復調を行う。ロジック回路１１８は復調されたパケットからパケット内の表示データ１２２にタイミングを合わせて水平同期信号１２３、垂直同期信号１２４、Ｘドライバの転送クロック１２５を発生させ、それぞれ液晶表示体のドライバすなわち従来例図７の表示データ信号７１６、水平同期信号７１４、垂直同期信号７１８、クロック信号７１５に相当する信号として液晶表示体ＬＣＤ１２６のドライバへ出力し表示を行う。搬送波発振器１０９の発振周波数はラジオ受信機や携帯電話のように電波を利用する電子機器の本来の目的を妨害しないような、また妨害を受けないような周波数を選択する。２ＧＨｚ以上の周波数を選べは１００Ｍｂｐｓのデータを伝送しても占有帯域は２００ＭＨｚ程度であり、通常ほとんどの場合問題無く使用が可能である。

上記構成を取ることで表示体への表示データの無線化が実現でき、表示体の大型化に伴いより顕在化してきた、消費電力、配線位置の制約、ＥＭＩ対策、信頼性確保など有線伝送によって生じる種々の問題を除去できる。

図６は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図である。撮像素子ＣＣＤ６０１は制御回路６０２から発生される水平同期信号６２０および垂直同期信号６２１により起動され撮像した画像データ６１９を出力する。ロジック回路６０３はこれらの信号を受けて無線伝送のためのパケットを構築する。該パケットは搬送波発振器ＯＳＣ６０６により発生された搬送波を変調器６０５により変調し送信アンテナ６０７から電磁波として放射される。前記送信アンテナ６０７から送信された電磁波信号は受信アンテナ６０８で受信されプリアンプＡＭＰ６０９で増幅され、バンドパスフィルタＢＰＦ６１０により不要な帯域外信号を除去して同期回路６１２に入力される。同期回路６１２では受信信号パケットから復調に必要な同期タイミングやクロックをＰＬＬ６１５と協調し生成する。復調器６１３は受信信号を受けて前記同期回路６１２やＰＬＬ６１５の出力を使い受信信号の復調を行う。直並列変換回路ＳＰ６１４は復調された受信パケットの中から画像データ部分を抽出し画素毎に直並列変換を行い画素データを生成する。ロジック回路６１６は復調された画素データに合わせてビデオメモリＶＲＡＭ６１７に書きこむためのメモリアドレスを発生し直接またはＣＰＵ６１８を介して画像データをビデオメモリ６１７の該アドレスに書きこむ。ＣＰＵ６１８はビデオメモリ６１７をアクセスし画像データを様々なアプリケーションに使用する。通常撮像素子の起動などのコントロールはＣＰＵ６１８が行うがこの起動に関する情報を撮像素子の制御回路６０２へ伝送する方法はビットレートが低いため有線でもよい。無線により信号伝送する場合はＣＰＵ側、撮像素子側双方で送受信手段を持ち双方向通信を行う。特にクラムシェル構造の携帯電話では撮像素子と表示素子は接近して置かれＣＰＵ側とは反対側にあることが多く撮像された画像データはＣＰＵ側に送られて処理をしたのち表示素子側に送り返される。このような場合は実施例２と実施例３を背中合わせに置いたような構成を取ることで実現が可能である。

上記構成、すなわち撮像素子からのデータ伝送を無線化することで撮像素子の大型化に伴いより顕在化してきた、消費電力、配線位置の制約、ＥＭＩ対策、信頼性確保など有線伝送によって生じる種々の問題を除去できる。

図２（ａ）は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図であり実施例１、実施例２または実施例３の変調器１３０、１０８、６０５をより詳述する図である。搬送波発振器ＯＳＣ２０２は実施例２または実施例３の搬送波発振器１０９、６０６に相当する矩形パルス発振器である。乗算回路Ｘ２０１は前記搬送波発振器２０２と入力データ２１７の乗算を行い送信信号２１８として出力し送信アンテナへ送る。乗算回路Ｘ２０１は入力データ２１７および搬送波発振器２０２出力ともデジタル信号であるため排他的論理和回路で良い。論理０のとき値１のアナログ値、論理１のとき値‐１のアナログ値を対応させると排他的論理和回路の入出力はちょうど乗算回路として作用する。また、通信の伝達距離が極めて近いため他の機器等に与える高調波妨害などはもともと低く抑えられるためアンテナと変調器出力の間にフィルタなどは不要である。

図３（ａ）〜（ｃ）に実施例４による変調器のタイム図を示す。すなわち同図（ａ）は搬送波発振器２０２により生ずるクロック信号、同図（ｂ）はデータ２１７、（ｃ）は出力される送信信号２１８である。同図のタイム図をデジタル回路と見れば変調器は排他的論理和であり、±１の値を取るアナログ値と見れば変調器は乗算回路である。

上記構成によれば変調は排他的論理和回路１つで構成が可能できわめて簡単に実現できる。

図２（ｂ）は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図であり実施例１、実施例２または実施例３の復調器１３２、１１６、６１３をより詳述する図である。発振器ＯＳＣ２０４は実施例２または実施例３のＰＬＬ１１５、６１５の出力に相当する矩形パルス発振器である。乗算回路Ｘ２０３は発振器２０４と受信信号２１８の乗算を行いローパスフィルタＬＰＦ２０５に送る。ローパスフィルタ２０５は乗算回路２０３出力の高域周波数成分（受信信号２１８と発振器２０４の発振波形とのわずかな位相差により生ずる細いパルス成分）を除去し復調信号２１９として出力する。

図３（ｄ）〜（ｆ）に実施例５による複調回路のタイム図を示す。すなわち同図（ｄ）は受信信号、同図（ｅ）は発振器２０４から発生されるパルス列、（ｃ）ローパスフィルタ２０５は出力される信号である。同図のタイム図をデジタル回路と見れば変調器は排他的論理和であり、±１の値を取るアナログ値と見れば変調器は乗算回路である。本発明に使用される無線信号伝送は通達距離が至近距離であり十分にＳＮ比の良い通信品質が確保できるため信号をデジタル値と見て良い程度まで増幅することができる。この場合、増幅された信号レベルは論理値レベルまで大きくなるが該論理値によって駆動される負荷はＣＰＵから表示体までというような大きな浮遊容量を伴う長い距離ではなく同一半導体チップ内のような極めて短く低負荷であるため消費電力の増大にはならない。また、受信信号が論理値レベルまで増幅されないアナログレベルであっても発振器２０４出力は（±１の値を取る）矩形であるため乗算は簡単なスイッチ回路で実現できる。すなわち受信信号を増幅度の絶対値が等しく極性が逆の２つの増幅器を用意し、発振器２０４出力の論理レベル１のとき反転増幅器出力をスイッチにより選び論理レベル０のとき正転増幅器出力を選択することによって実現できる。このような構成の乗算器を乗算回路２０３として用いても良い。

上記構成によれば復調器も排他的論理和回路１つまたは正負の増幅度を持つ増幅器とスイッチ回路、およびローパスフィルタによりきわめて簡単に実現できる。

図２（ｃ）は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図であり、実施例１、実施例２または実施例３の変調器１３０、１０８、６０５の他の実施例をより詳述する図である。実施例４および実施例５では簡素化したＢＰＳＫ変調であるが実施例６はより一般的な移相変調を使用した場合を示すためにＱＰＳＫに基づく例をあげる。搬送波発振器２０９は実施例２または実施例３の搬送波発振器１０９、６０６に相当する矩形パルス発振器である。ＱＰＳＫでは送信をシンボル毎に２ビットづつ（すなわちデータビット１ ２２０およびビット２ ２２１を）割り当ててエンコードし送信する。すなわち基準のクロックに対して移相量を例えば表１に示す様にエンコードして変調し送信する。エンコーダ２０６はデータビット１ ２２０およびデータビット２ ２２１のビットパターンにより表１に示すような移相となるように移相器２０８および乗算器２０７を制御する。

図３（ｇ）〜（ｊ）は図２（ｃ）に示す変調器の各部の動作を示すタイム図である。送信データのビット１（符号２２０）およびビット２（符号２２１）はエンコーダ２０６によりエンコードされ、搬送波発振器ＯＳＣ２０９により発振された搬送波を移相器２０８によって９０°の移相を行うかどうか、さらに乗算回路Ｘ２０７によって搬送波を反転（１８０°の移相）を行うかどうかを制御し最終的にＱＰＳＫ変調された送信信号２２２を出力する。

図２（ｄ）は復調器の例を示す。また図３（ｈ）〜（ｑ）に各部のタイム図を示す。
発振器ＯＳＣ２１４は実施例２または実施例３のＰＬＬ１１５、６１５の出力に相当する矩形パルス発振器である。その出力波形を図３（ｉ）に示す。前記発振器の出力は第１の乗算回路２１０により受信信号２２３（図３（ｋ））と乗算され第１のローパスフィルタ２１２ＬＰＦ１に伝送され高域成分が除去され判別回路２１６に伝えられる。同時に受信信号はまた発振器２１４の発生するクロックパルス列を９０°移相器２１５によって９０°移相したパルス列（図３（ｏ））と第２の乗算回路２１１によって乗算され第２のローパスフィルタ２１３ＬＰＦ２によって高域成分が除去され判別回路２１６に伝えられる。判別回路２１６は前記第１、第２のローパスフィルタの出力から送信データを割出して受信信号を復調する。

上記構成によれば送信信号の占有帯域を増やすことなくデータ伝送の高速化がはかれる。また変復調器とも簡単なデジタル回路で実現できるため半導体チップ内に組み込むことができコストや消費電力の増加は無視できる。

図４は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図である。ＣＰＵ４０１、ビデオメモリＶＲＡＭ４０２、液晶コントローラＬＣＤＣ４０３の機能は上記実施例２で説明したものと同じであり、液晶コントローラ４０３により発生される表示データ４２５、水平同期信号４２３および垂直同期信号４２４は拡散コード発生器４０５によって発生される拡散コードと符号多重化回路４０４により多重化される。この実施例では実施例２の並直列変換回路１０４による並直列変換は不要である。拡散コードとしては互いに直交しているコードセットが用いられることが多い。表示データ４２５はビデオメモリからピクセル毎にまとまって読み出されるため並列のデジタルデータとして出力される。このデータ信号の各ビットと拡散コード発生器４０５により発生される各コードと乗算し（排他的論理和をとり）アナログ加算し符号多重化を行う。多重化された信号は変調器４０７によって搬送波発信器ＯＳＣ４０６で発生される搬送波で変調され送信アンテナ４０８より電磁波信号として送信される。送信された電磁波信号は受信アンテナ４０９で受信されプリアンプＡＭＰ４１０で増幅されバンドパスフィルタＢＰＦ４１１により所定帯域以外の不要信号を除去したのち復調器４１２により復調する。ＰＬＬ４１５は復調器４１２と協調し同期検波のためのタイミング発生や逆拡散のためのタイミングを検出する。復調器４１２により復調された信号は逆拡散回路４１４により拡散コード発生器４１６により発生される多重化のための拡散コードと乗算され多重化されたデータを分離する。ロジック回路４１７は検出した表示データや各種タイミングから液晶ドライバを駆動するための表示データ信号４１８、水平同期信号４１９、垂直同期信号４２０およびＸドライバのクロック信号４２１を発生し液晶表示体に送り表示を行う。

上記構成によればデータの並直列変換を行うことなく信号を多重化して送受信することができ、これは何本ものバスラインを並列に引き回すのと同等の効果がある。特に直交コードによる多重化は制限が少なく、バスラインのように物理的なスペースも必要としない。また、送信部、受信部各々を複数個配備して信号の送受信が必要ないくつかの異なる場所で同時に通信することも可能である。また、拡散によって拡散利得も稼ぐことが可能であり特に携帯電話などの電波を発生する機器において本来の目的とする電波との耐干渉および与干渉特性改善にも効果がある。

図５は電子装置の実施例の要部のブロック図を示す図である。ＣＰＵ５０１、ビデオメモリＶＲＡＭ５０２、液晶コントローラＬＣＤＣ５０３の機能は上記実施例２で説明したものと同じである。液晶コントローラ５０３により発生される表示データ５２５、水平同期信号５２３および垂直同期信号５２４はロジック回路５０４に並直変換およびプリアンブル付与やパケット構築などのデータの並べ替えが行われシリアル信号に変換される。一次変調器５０５はこの信号にパルス発生器５０６によって発生されたパルス列を変調する。一次変調にはパルス列に対しパルス位置変調やバイフェーズパルス変調などが利用できる。一次変調を受けた信号は拡散コード発生器５０８により発生された拡散コードで拡散変調器５０７により拡散変調される。拡散変調されたパルス列はパルス整形回路５０９によりスペクトル密度の低い広帯域パルスとなるように非常に短時間のパルスに波形整形を受けた後送信アンテナ５１０によって電磁波として放射される。放射される電磁界はサイン波に変調をかけたものではなく非常に細いパルス列である。このように短パルスで広帯域のパルスを使用する通信はインパルスラジオ（Iｍｐｕｌｓｅ Ｒａｄｉｏ）またはＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）通信方式と呼ばれるものである。放射された電磁波は受信アンテナ５１１に受信されプリアンプＡＭＰ５１２により増幅された後、相関器５１４によってパルス発生器５１３の発生するパルステンプレートとの相関が計算される。該相関器５１４出力は拡散コード発生器５１６の発生する拡散コードによって逆拡散回路５１５で逆拡散されたのち復調器５１７で復調され一次変調前の信号（一次変調器５０５の入力）に変換される。ロジック回路５１８は復調器５１７により検出された表示データや各種タイミングから液晶ドライバを駆動するための表示データ信号５１９、水平同期信号５２０、垂直同期信号５２１およびＸドライバのクロック信号５２２を発生し液晶表示体に送り表示を行う。ここで、ＵＷＢ通信の本質はきわめてスペクトル密度の低い短パルスを使用することにある。ＵＷＢを使用する場合、放射エネルギーの法的な上限はＥＭＩで規制される不要放射レベル程度まで許容されており、免許を要しない無線局の上限よりはるかに（２０ｄＢ程度）緩い。このため携帯電話のような本来の目的である強い電波を内部で発生するような電子機器においても、十分な通信品質を確保できるリンクバジェットの設定が容易となる。使用するパルスはパルス幅を狭くして波高値を高く設定できるのでプリアンプ５１２を省略することが可能である。

上記構成によれば変調操作は時間軸上のみで行われ構成要素のほとんどがパルスを扱うデジタル回路のみで実現でき回路素子のＩＣ化が容易である。短パルスの採用によって時間方向の拡散利得を稼ぎ電子装置本来の機能として発射される電波との耐干渉、与干渉特性を改善するばかりでなく通信伝送路としてのマルチチャネル化も図ることができる。

本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば電子機器に内蔵するハードディスクドライブなどの記憶装置とＣＰＵとの接続等、幅広い用途に適用できる。

本発明の一実施例の要部を示すブロック図。 本発明の他の実施例の変復調部分を示すブロック図。 本発明の実施例の動作を説明するタイム図。 本発明のさらに他の実施例を示すブロック図。 本発明のさらに他の実施例を示すブロック図。 本発明のさらに他の実施例を示すブロック図。 従来の液晶表示体を持つ電子装置を説明するブロック図。 従来の液晶表示体を持つ電子装置の動作を説明するタイム図。 本発明の一実施例を示す図。

符号の説明

１０１、４０１、５０１、５１８：・・・ＣＰＵ
１０２、４０２、５０２、５１７：・・・ビデオメモリ
１０３、１３８、４０３、５０３：・・・液晶コントローラ
１３０、１０８、４０７、５０５、６０５：・・・変調器
１１０、１３９、４０８、５１０、６０７：・・・送信アンテナ
１４０、１１１、４０９、５１２、６０９：・・・受信アンテナ
１３２、１１６、４１２、５１７、６１３：・・・復調器
１３６、１２６：・・・液晶表示体
６０１：・・・撮像素子
２０２、２０４、２０９、２１４：・・・搬送波発振器
２０１、２０３、２０７、２１０、２１１：・・・乗算回路
２０８、２１５：・・・＋９０°移相器
４０５、４１４、５０８、５１６：・・・拡散コード発生器
４０４：・・・符号多重化回路
４１４：・・・逆拡散回路
５０６、５１３：・・・パルス発生器
５０９：・・・パルス整形回路
５１４：・・・相関器

Claims (9)

1. 送信信号を電磁波信号に変換する電磁波変換部と前記電磁波信号を無線送信する送信部とを備える第１の部分と、前記電磁波信号を受信する受信部と受信した電磁波信号を前記送信信号に復元する電磁波復元部とを備える第２の部分とが、同一筐体内に収容されていることを特徴とする電子装置。
2. 請求項１において、
   前記電磁波変換部は、少なくとも搬送波パルス列を発生する搬送波発生部と、前記送信信号と前記搬送波パルス列を乗算する乗算回路から構成されることを特徴とする電子装置。
3. 請求項２において、
   前記電磁波復元部は、少なくとも受信した電磁波信号と搬送波パルス列を乗算し前記送信信号を復元する乗算回路から構成されることを特徴とする電子装置。
4. 請求項１において、
   前記電磁波変換部は、少なくとも搬送波パルス列を発生する搬送波発生部と、前記搬送波発生部により発生された搬送波を前記送信信号によって位相変調する変調部を備えることを特徴とする電子装置。
5. 請求項４において、
   前記電磁波復元部は、少なくとも受信した電磁波信号と搬送波パルス列を乗算し前記送信信号を復元する乗算回路から構成されることを特徴とする電子装置。
6. 請求項１において、
   前記電磁波変換部は、前記送信信号をコード多重化し拡散変調する拡散変調部を備えることを特徴とする電子装置。
7. 請求項１において、
   前記電磁波変換部は、前記送信信号をＵＷＢ変調するＵＷＢ変調部を備えることを特徴とする電子装置。
8. 請求項１、２、４、６、７のいずれかにおいて、
   前記第１の部分は、前記送信信号を記憶する記憶部と前記記憶部に記憶された前記送信信号を読出し出力する制御部とを備え、前記第２の部分は表示部を備え、前記表示部は前記制御部によって読出し出力された前記送信信号を表示することを特徴とする電子装置。
9. 請求項１、２、４、６、７のいずれかにおいて、
   前記第１の部分は撮像素子を備え、前記送信信号には前記撮像素子により撮影された画像情報が含まれることを特徴とする電子装置。
   
   

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