JP2006203800A

JP2006203800A - 通信方法、通信システム及び通信装置

Info

Publication number: JP2006203800A
Application number: JP2005015767A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Hagiwara; 剛志萩原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】ＨＤＣＰ等の不正防止技術により保護された画像情報を出力する画像情報出力装置と、画像情報出力装置から出力される画像情報に基づく画像を表示する画像表示装置とを接続する伝送線の本数を低減させることにより、省線化、軽量化、及び利便性の向上を実現し、車両に搭載する場合には、車両重量の軽減し、車両内の敷設スペースの不足を解消することが可能な通信方法、通信システム及び通信装置の提供。
【解決手段】画像情報出力装置１０に接続された第１通信装置２０と画像表示装置４０に接続された第２通信装置３０との間を、時分割で通信方向が切り替わる双方向通信を行う伝送線２で接続し、第１通信装置２０から第２通信装置３０へ、画像情報及び該画像情報の保護に要する認証情報から生成したシリアルデータを送信し、第２通信装置３０から第１通信装置２０へ認証情報から生成したシリアルデータを送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像情報を形成する複数の成分信号を送受信する通信方法、該通信方法を適用した通信システム、及び該通信システムにて用いられる通信装置に関し、特に通信装置を接続する伝送線の軽量化及び省線化を実現する通信方法、通信システム及び通信装置に関する。

近年、車両に搭載されるＤＶＤ（デジタル多目的ディスク）再生装置に代表されるオーディオビジュアル装置等の各種車載装置が増加の一途を辿っており、これらの各種装置を伝送線で接続する様々な通信システムが提案され、また実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

通信システムに用いられるＤＶＤ再生装置では、ＤＶＤから読み取った画像情報の伝送にＤＶＩ(Digital Visual Interface)、ＨＤＭＩ(High Definition Multimedia Interface)等のデジタル信号接続規格に則した伝送線を用いている。ＤＶＩ規格は、パーソナルコンピュータの画像情報の伝送にも用いられる規格であり、Ｒ（Ｒｅｄ）成分の差動信号、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）成分の差動信号及びＢ（Ｂｌｕｅ）成分の差動信号、並びにクロック用の差動信号からなる４対の差動信号を伝送するため数多くの伝送線を要することとなる。

またＤＶＤに記録された画像情報は、映画等の著作物を再生するための信号であるため、著作物の複製権等の権利の保護の観点から暗号化が施されており、ＤＶＤから読み取った画像情報の伝送時においても権利を保護すべく技術的保護手段が講じられている。具体的にはＤＶＤ再生装置から読み取られた画像情報は、ＨＤＣＰ(High-bandwidth Digital Content Protection) 等の不正防止技術による認証及び暗号化が行われた後、ＤＶＩ規格に基づく伝送線により伝送され、受信側の装置にて復号された後、液晶ディスプレイ等の表示手段へ出力され画像として出力される。なおＨＤＣＰ等の不正防止技術を適用するため、画像情報を送受信する装置間では、相互認証のための認証情報を双方向に送受信する必要があり、認証情報の送受信用に更に１対の伝送線を要することとなる。
特開２００２−１５２２４４号公報

しかしながら画像情報及び認証情報の伝送に多数の伝送線を用いるため、車両重量の増加、敷設スペースの不足、コストの悪化等の問題が生じる。また多数の伝送線は１本に纏めて敷設されるのであるが、多数の伝送線を１本に纏めるため、纏めた伝送線は太く、従って取り回し等の利便性に関する問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、認証情報を形成する信号及び画像情報を形成する各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータを一方の通信装置から他方の通信装置へ伝送線を介して送信し、またその伝送線を介して他方の通信装置から一方の通信装置へ認証情報を送信することにより、車両を軽量化し、敷設スペースの不足の問題を解消し、コストを低減し、利便性を向上させることが可能な通信方法、該通信方法を適用した通信システム、及び該通信システムにて用いられる通信装置の提供を目的とする。

第１発明に係る通信方法は、認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を用い、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信方法において、前記第１通信装置は、前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータを前記第２通信装置へ送信し、該第２通信装置は、受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成し、前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを前記第１通信装置へ送信し、前記第１通信装置及び第２通信装置間のシリアルデータの送受信は、時分割で通信方向が切り替わる双方向通信であることを特徴とする。

第２発明に係る通信システムは、認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を備え、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信システムにおいて、前記第１通信装置は、前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成する手段と、生成したシリアルデータを前記第２通信装置へ送信する手段とを備え、該第２通信装置は、受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成する手段と、前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを前記第１通信装置へ送信する手段とを備え、前記第１通信装置及び第２通信装置は、更に、通信の方向を時分割で切り替える手段を備えることを特徴とする。

第３発明に係る通信システムは、伝送線にて接続され、認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を備え、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信システムにおいて、前記第１通信装置は、各成分信号を受け付ける手段と、受け付けた各成分信号を所定の順序で配列したパラレルデータとして多重化する手段と、多重化した各成分信号をシリアルデータに変換する手段と、前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を、シリアルデータの所定の位置に挿入する手段と、シリアルデータを、前記伝送線を介して前記第２通信装置へ送信する手段とを備え、前記第２受信装置は、受信したシリアルデータから各成分信号及び認証情報を形成する信号を分離する手段と、分離した各成分信号を、パラレルデータに変換する手段と、パラレルデータに変換した各成分信号を出力する手段と、分離した認証情報を形成する信号から、認証情報を形成する手段と、前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを生成する手段と、生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して前記第１通信装置へ送信する手段とを備え、前記第１通信装置及び第２通信装置は、更に、前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段を備えることを特徴とする。

第４発明に係る通信システムは、第２発明又は第３発明において、前記画像情報は、暗号化されてあり、前記第１通信装置から第２通信装置へ送信される認証情報及び前記第２通信装置から第１通信装置へ送信される認証情報は、暗号化及び復号に要する関数に関する情報を含むことを特徴とする。

第５発明に係る通信装置は、伝送線を介して他の装置と通信する通信手段を備え、他の装置との認証情報の送受信による相互認証に基づいて、画像を形成する複数の成分信号を送信する通信装置において、送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成する手段と、生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して他の装置へ送信する手段と、他の装置から前記伝送線を介して、認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを受信する手段と、前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段とを備えることを特徴とする。

第６発明に係る通信装置は、伝送線を介して他の装置と通信する通信手段を備え、他の装置との認証情報の送受信による相互認証に基づいて、画像を形成する複数の成分信号を受信する通信装置において、認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを受信した場合に、受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成する手段と、送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを生成する手段と、生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して他の装置へ送信する手段と、他の装置から前記伝送線を介して、認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを受信する手段と、前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段とを備えることを特徴とする。

第１発明、第２発明、第３発明、第５発明及び第６発明では、例えば第１通信装置に接続するＤＶＤ再生装置から読み取った画像情報を、液晶ディスプレイ等の表示装置に接続する第２通信装置へ送信する場合に、時分割で通信方向が切り替わる双方向通信の媒体となる伝送線を用いて、第１通信装置から第２通信装置へ送信する相互認証のための認証情報を形成する信号と、カラー画像を形成する色成分信号等の成分信号とを所定の順序で配列したシリアルデータ、並びに第２通信装置から第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを送受信することにより、一方向に送信される複数の成分信号を送信する伝送線、及び双方向に送受信される認証情報を送受信する伝送線を１本の伝送線に纏めることができるので、省線化及び省線化に伴う軽量化を実現することが可能であり、省線化に伴い取り回し等の利便性を向上させることが可能である。しかも車載システムに適用した場合には、車両を軽量化し、敷設スペースの不足の問題を解消し、コストを低減することが可能である。

また第４発明では、ＨＤＣＰ等の不正防止技術を用いて暗号化した画像情報を送受信することにより、著作物の複製権等の権利を保護することが可能であり、しかも認証情報を形成する信号をも含めて配置し直し、シリアルデータに変換するので、実質的に２重に暗号化することとなり、更に強固に権利を保護することが可能である。

本発明に係る通信方法、通信システム及び通信装置では、例えばＤＶＤ等の画像記録媒体に記録されている画像情報を読み取るＤＶＤ再生装置に接続する第１通信装置と、液晶ディスプレイ等の表示装置に接続する第２通信装置とを時分割で通信方向が切り替わる双方向通信に用いる１本の伝送線にて接続する。そして第１通信装置は、カラー画像の画像情報を形成するＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分からなる色成分信号等の成分信号と、相互認証のため双方向の通信を要するＨＤＣＰ等の不正防止技術に用いられる認証情報を形成する信号とを所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータを第２通信装置へ、伝送線を介して送信する。第２通信装置では、受信したシリアルデータに含まれる信号から認証処理に用いられる認証情報を形成し、また第１通信装置へ送信すべき認証情報を形成する信号をシリアルデータとして、伝送線を介して送信する。

この構成により、多数の配線を要する画像情報及び双方向の通信を要する認証情報を１本の伝送線にて時分割方式にて送受信するので、省線化及び省線化に伴う軽量化を実現することが可能であり、省線化に伴い取り回し等の利便性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。しかも車載システムに適用した場合には、車両を軽量化し、敷設スペースの不足の問題を解消し、コストを低減することが可能である等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の通信システムの構成を示すブロック図である。図１中１は、自動車等の車両であり、車両１には、ＤＶＤ等の画像記録媒体から画像情報を読み取り出力するＤＶＤ再生装置等の画像情報出力装置１０が配設されており、画像情報出力装置１０には、画像情報出力装置１０から出力された画像情報に基づく信号を伝送する第１通信装置２０が接続されている。第１通信装置２０は、ＵＴＰ(Unshielded Twisted Pair) ケーブル、ＳＴＰ(Shielded Twisted Pair) ケーブル等のより対線を用いた伝送線２により第２通信装置３０と接続されている。伝送線２は、第１通信装置２０から第２通信装置３０へのダウンリンク方向及び第２通信装置３０から第１通信装置２０へのアップリンク方向の双方向通信の媒体として用いられる。第２通信装置３０には、画像情報に基づく画像を表示する液晶ディスプレイ等の画像表示装置４０が接続されている。

画像情報出力装置１０は、画像記録媒体に記録されているＣＳＳ(Content Scramble System) 等の不正防止技術により暗号化された画像情報を読み取り、読み取った画像情報を復号化して出力する画像情報読取部１１と、画像情報読取部１１から出力された各画像情報を形成する成分信号、ここではカラー画像である画像情報を形成するＲ成分を示す色成分信号、Ｇ成分を示す色成分信号及びＢ成分を示す色成分信号の夫々に対し、ＨＤＣＰ等の不正防止技術による著作権保護処理を行う保護部１２と、保護部１２から出力された各色成分信号をＤＶＩ等のデジタル信号規格に基づく３対の差動信号、クロック用の１対の差動信号、及び不正防止用の認証処理を行う認証情報を形成する１対の認証信号として出力するインタフェース部１３とを備えている。保護部１２は、ＨＤＣＰ等の不正防止技術により各色成分信号に対し認証情報に含まれる共有鍵を用いて暗号化を行い、暗号化された各色成分信号を出力する機能と、画像表示装置４０との相互認証を行い、認証情報を出力する機能とを備えている。また保護部１２からインタフェース部１３へ出力される暗号化された色成分信号は、各色成分の夫々について、８ビットの階調に分級されており、階調を示す数値の各桁の値が、図示しない夫々異なるインタフェースを介して出力される。即ち３成分の夫々について階調を示す８個の値の信号が用いられるため、２４ビットのパラレルデータとして出力されることになる。

第１通信装置２０は、画像情報出力装置１０が備えるインタフェース部１３から出力される暗号化された各色成分信号、クロック用信号、及び認証情報を受け付け、後述する通信方法により各色成分信号及び認証情報を形成する認証信号を第２通信装置３０へ送信する機能を備える。

第２通信装置３０は、第１通信装置２０から送信される各色成分信号及び認証信号を受信し、ＨＤＣＰ等の不正防止技術により夫々暗号化された各色成分信号を、ＤＶＩ等のデジタル信号規格に基づく差動信号として、クロック用の１対の差動信号及び認証信号から形成された認証情報と共に画像表示装置４０へ出力する機能を備える。

画像表示装置４０は、暗号化された色成分信号、クロック用信号及び認証情報の入力を受け付け、暗号化された色成分信号及び認証情報を出力するインタフェース部４１と、インタフェース部４１から出力された各色成分信号の復号及び画像情報出力装置１０との相互認証を行い、復号した各色成分信号を出力する保護部４２と、保護部４２から出力された色成分信号にて形成される画像情報に基づく画像を表示する画像表示部４３とを備えている。

また画像表示装置４０は、相互認証のための認証情報を、保護部４２からインタフェース部４１を介して第２通信装置３０へ出力し、第２通信装置３０は、伝送線２を介して第１通信装置２０へ認証情報を形成する認証信号を送信する。そして第１通信装置２０は、受信した認証信号により形成される認証情報を画像情報出力装置１０へ出力し、画像情報出力装置１０では、保護部１２により、入力を受け付けた認証情報に基づいて認証処理を行う。

なお画像情報出力装置１０及び第１通信装置２０は、一つの筐体内に組み込まれる様に形成しても、また異なる筐体として形成しても良い。第２通信装置３０及び画像表示装置４０も同様である。

図２及び図３は、本発明の通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図であり、図２が主に第１通信装置２０を示し、図３が主に第２通信装置３０を示している。画像出力装置１０が備えるインタフェース部１３は、保護部１２から受け付けた暗号化された各色成分信号を示す２４ビットのパラレルデータ、即ち色成分の夫々に対する階調を示す数値の各桁の値を示す信号から、色成分毎に各桁の値を所定の順序で配列することにより、夫々シリアルデータである暗号化された色成分信号を生成するパラレル／シリアル変換機能を備えている。そしてインタフェース部１３は、パラレルデータから変換したシリアルデータである色成分信号を出力する出力インタフェースとして、第０チャネル（ｃｈ０）が割り当てられたＢ成分の暗号化された色成分信号を出力する第１色成分出力インタフェース１３１ａ、第１チャネル（ｃｈ１）が割り当てられたＧ成分の暗号化された色成分信号を出力する第２色成分出力インタフェース１３１ｂ及び第２チャネル（ｃｈ２）が割り当てられたＲ成分の暗号化された色成分信号を出力する第３色成分出力インタフェース１３１ｃ、並びにＣチャネル（ｃｈＣ）が割り当てられたクロック用信号を出力するクロック用信号出力インタフェース１３２を備えている。更にインタフェース部１３は、保護部１２から受け付けた認証情報を第１通信装置２０へ出力し、第１通信装置２０から出力される認証情報を受け付けて保護部１２へ出力する双方向通信を行う認証情報入出力インタフェース１３３を備えている。

第１通信装置２０は、画像出力装置１０から出力されたＢ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第１色成分入力インタフェース２０１ａ、Ｇ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第２色成分入力インタフェース２０１ｂ及びＲ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第３色成分入力インタフェース２０１ｃ、並びにクロック用信号の入力を受け付けるクロック用信号入力インタフェース２０２を備えている。更に第１通信装置２０は、画像情報出力装置１０から出力される認証情報の入力を受け付け、また画像情報出力装置１０へ認証情報を出力する双方向通信を行う認証情報入出力インタフェース２０３を備えている。

第１色成分入力インタフェース２０１ａ、第２色成分入力インタフェース２０１ｂ及び第３色成分入力インタフェース２０１ｃに入力された各色成分信号は、各色成分信号の多重化を行う色成分多重化回路２０４及びクロック再生回路２０５へ出力される。クロック用信号入出力インタフェース２０２に入力されたクロック信号は、１０逓倍のクロック信号を生成する第１ＰＬＬ(Phase Locked Loop) 発振回路２０６へ出力される。認証情報入出力インタフェース２０３に入力された認証情報は、装置内部の回路間を接続するＩ² Ｃ(Inter Integrated Circuit)にて規定されるバス規格に則したバスを介し、信号の規格を変換するＩ² Ｃ変換回路２０７へ、Ｉ² Ｃに則した規格の信号として出力される。

Ｉ² Ｃにて規定されるバス規格では、トランスミッタと呼ばれるデバイスからバスを介してレシーバと呼ばれるレシーバへ信号を伝送する。但し本発明では、Ｉ² Ｃ変換回路２０７にトランスミッタ及びレシーバの両方のデバイスを組み込んでおり、認証情報入出力インタフェース２０３との双方向の通信（入出力）を行っている。なお認証情報入出力インタフェース２０３と双方向通信を行う回路を組み込み、Ｉ² Ｃ以外のバス規格を用いて認証情報の入出力を行う様にしても良い。

第１ＰＬＬ発振回路２０６は、入力されたクロック用信号に基づき生成した１０逓倍のクロック信号をクロック再生回路２０５へ出力する。クロック再生回路２０５では、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから入力を受け付けた色成分信号及び第１ＰＬＬ発振回路２０６から入力を受け付けたクロック信号に基づいて、色成分多重化回路２０４、Ｉ² Ｃ変換回路２０７及び所定の逓倍数の同期信号を生成する第２ＰＬＬ発振回路２０８へ同期信号を出力する。

色成分多重化回路２０４は、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから受け付けた各色成分信号を保持するレジスタを有しており、各色成分信号を所定の順序で配列したパラレルデータとしてレジスタに保持し、クロック再生回路２０５から受け付けた同期信号に基づき、レジスタに保持している各色成分信号をパラレルデータとしてパラレルシリアル変換回路２０９へ出力する。パラレルシリアル変換回路２０９では、パラレルデータとして受け付けた各色成分信号をシリアルデータに変換することでシリアルデータを生成し、各色成分信号及び認証情報を形成する信号を多重化する色成分／認証多重化回路２１０へ出力する。

Ｉ² Ｃ変換回路２０７は、認証情報入出力インタフェース２０３からＩ² Ｃにて規定されるバス規格に則したバスを介して受け付けたＩ² Ｃに則した規格の信号を保持し、保持した信号に含まれるデータ、即ち認証情報を形成する信号を取り出して、色成分／認証多重化回路２１０にて処理可能な信号に形式を変換し、形式を変換した認証情報を形成するビット単位の認証信号を、クロック再生回路２０５から受け付けた同期信号に基づいて、色成分／認証多重化回路２１０へ出力する。

色成分／認証多重化回路２１０では、パラレルシリアル変換回路２０９から受け付けたシリアルデータの所定の位置に、Ｉ² Ｃ変換回路２０７から受け付けた認証信号を挿入して、受け付けたＢ成分の色成分信号、Ｇ成分の色成分信号及びＲ成分の色成分信号、並びに認証信号を多重化したシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータを、第２ＰＬＬ発振回路２０８から受け付けた同期信号に基づいて送信インタフェース２１１へ出力する。色成分／認証多重化回路２１０においては、例えば夫々１ビットの各色成分信号と、１ビットの認証信号と、シリアルデータの前後に付加される同期用の信号各１ビットとからシリアルデータを生成した場合、６ビットを送信単位とするシリアルデータが生成されることになる。この場合、第２ＰＬＬ発振回路２０８からは、クロック再生回路２０５から入力を受け付けた同期信号を、６／１逓倍した信号が入力される。なお実際の信号処理においては、認証情報に比べて画像情報の方が遙かに情報量が大きいので、各色成分信号を夫々５ビット、即ち１５ビット分の色成分信号及び１ビットの認証信号を所定の順序で配列するという様に、情報量の差に応じた配列を適宜設定する。１５ビット分の色成分信号及び１ビットの認証信号に２ビットの同期信号を付加して所定の順序で配列したシリアルデータを生成する場合、第２ＰＬＬ発振回路２０８は、クロック再生回路２０５から入力を受け付けた同期信号を、１８／５逓倍した信号を色成分／認証多重化回路２１０へ出力する。

送信インタフェース２１１では、色成分／認証多重化回路２１０から逐次受け付けたシリアルデータを、送受切替回路２１２から受け付ける送受信切替信号に基づき、ＬＶＤＳ（低電圧差動通信：Low Voltage Differential Signaling）等のインタフェース規格にて、伝送線２を介して第２通信装置３０へ送信する。なお送信インタフェース２１１から第２通信装置３０へ送信されるシリアルデータは、断続的なパケット単位ではなく、送信単位が繰り返される連続したデータとして送信される。複数の色成分信号をパラレルデータとして送信する場合には、各信号間の時間的なズレが伝送線の長さと共に増加し、エラー発生の原因となるが、シリアルデータとして送信することにより、信号間の時間的なズレによるエラーは発生しない。またＬＶＤＳにて規定されるインタフェース規格に基づく送信インタフェース２１１を採用することにより、信号振幅が小さくなり、結果としてケーブル放射雑音を抑制することができるので、車載システムに適した通信システムを実現することが可能である。

さらに第１通信装置２０は、第２通信装置３０から伝送線２を介して送信されたシリアルデータを受信する受信インタフェース２１３を備え、受信インタフェース２１３では、送受切替回路２１２から受け付ける送受信切替信号に基づき、認証情報を形成する認証信号を配列したシリアルデータを受信する。

ここで送受切替回路２１２について説明する。送受切替回路２１２は、伝送線２の伝送方向を切り替える送受信切替信号を所定の時間間隔で送信インタフェース２１１及び受信インタフェース２１３へ出力する回路であり、送信インタフェース２１１及び受信インタフェース２１３では、送受切替回路２１２から出力される送受信切替信号に基づいて、伝送線２を介してシリアルデータの送信及び受信を行う。即ち送受切替回路２１２から送信インタフェース２１１及び受信インタフェース２１３へ出力される送受信切替信号により、伝送線２は、時分割方式にて双方向通信を実現することになる。なお第１通信装置２０から第２通信装置３０へ送信するダウンリンク方向のデータは、データ量が大きい色成分信号及び認証信号にて形成されるシリアルデータであるのに対し、第２通信装置３０から第１通信装置２０へ送信するアップリンク方向のデータは、認証信号のみであるので、ダウンリンク方向へシリアルデータを伝送する時間に比べて、アップリンク方向へシリアルデータを伝送する時間は短く設定されている。

受信インタフェース２１３は、受信したシリアルデータに含まれている認証信号をＩ² Ｃ変換回路２０７へ出力し、Ｉ² Ｃ変換回路２０７では、受け付けた認証信号を保持し、保持した認証信号にスタートビット及びストップビットの追加等の変換処理を行うことでＩ² Ｃに則した規格の信号に変換し、変換した認証信号により形成される認証情報をＩ² Ｃにて規定されるバス規格に則したバスを介して認証情報入出力インタフェース２０３へ出力する。認証情報入出力インタフェース２０３では、入力を受け付けた認証情報を画像情報出力装置１０へ出力する。

第２通信装置３０は、伝送線２を介して連続して送信されるシリアルデータを受信する受信インタフェース３０１を備えており、受信インタフェース３０１では、送受切替回路３０２から受け付ける送受信切替信号に基づき、各色成分信号及び認証信号を所定の順序で配列したシリアルデータを受信し、受信したシリアルデータを色成分／認証分配回路３０３へ出力する。色成分／認証分配回路３０３では、受け付けたシリアルデータを、各色成分信号と認証信号に分配し、各色成分信号をシリアルパラレル変換回路３０４へ出力し、認証信号をＩ² Ｃ変換回路３０５へ出力する。

シリアルパラレル変換回路３０４では、各色成分信号にて形成されるシリアルデータをパラレルデータに変換し、各色成分信号をパラレルデータとして色成分分配回路３０６へ出力するとともに、シリアルデータに付与されている同期信号をクロック再生回路３０７及びフレーム同期回路３０８へ出力する。

フレーム同期回路３０８では、シリアルデータに付与されている同期信号に基づいて送信単位となるフレームの同期をとり、フレームの同期を示す同期信号をクロック再生回路３０７へ出力する。クロック再生回路３０７では、シリアルパラレル変換回路３０４から受け付けたシリアルデータ及びフレーム同期回路３０８から受け付けた同期信号に基づいて、クロック用信号を生成し、生成したクロック用信号を、所定の同期信号を出力する第１ＰＬＬ発振回路３０９へ出力する。

色成分分配回路３０６は、信号を格納する信号格納部を有しており、パラレルデータとして受け付けた色成分信号を、信号格納部にビット単位で格納する。そして各信号格納部に格納した信号の中で色成分信号を色成分毎に区分して、色成分分配回路３０６からラッチ回路３１０へ出力する。

第１ＰＬＬ発振回路３０９は、クロック再生回路３０７から受け付けたクロック用信号に基づく同期信号をラッチ回路３１０及びＩ² Ｃ変換回路３０５並びに第２ＰＬＬ発振回路３１１へ出力する。第１ＰＬＬ発振回路３０９から出力される同期信号の周波数は、受信するシリアルデータの構成に応じて適宜設定される。

色成分分配回路３０６から出力される各色成分信号は、色成分毎に区分されてラッチ回路３１０にて保持される。そしてラッチ回路３１０では、色成分毎に区分して保持した色成分信号を、第１ＰＬＬ発振回路３０９から受け付けた同期信号に基づいて、Ｂ成分の色成分信号を出力する第１色成分出力インタフェース３１２ａ、Ｇ成分の色成分信号を出力する第２色成分出力インタフェース３１２ｂ及びＲ成分の色成分信号を出力する第３色成分出力インタフェース３１２ｃへ出力する。なお各色成分毎に区分された夫々の色成分信号は、この段階においては、画像出力装置１０にてＨＤＣＰ等の不正防止技術により暗号化された状態にある。

第１色成分出力インタフェース３１２ａ、第２色成分出力インタフェース３１２ｂ及び第３色成分出力インタフェース３１２ｃでは、夫々第０チャネル（ｃｈ０）が割り当てられたＢ成分の色成分信号、第１チャネル（ｃｈ１）が割り当てられたＧ成分の色成分信号及び第２チャネル（ｃｈ２）が割り当てられたＲ成分の色成分信号を差動信号として画像表示装置４０へ出力する。

第２ＰＬＬ発振回路３１１では、第１ＰＬＬ発振回路３０９から出力された同期信号に基づくクロック用信号をクロック用信号出力インタフェース３１３へ出力する。クロック用信号出力インタフェース３１３では、差動信号としてＣチャネル（ｃｈＣ）が割り当てられたクロック用の信号を画像表示装置４０へ出力する。

色成分／認証分配回路３０３から出力される認証信号は、Ｉ² Ｃ変換回路３０５にて保持され認証情報を形成し、形成した認証情報にスタートビット及びストップビットの追加等の変換処理を行うことでＩ² Ｃに則した規格の信号に変換される。そしてＩ² Ｃ変換回路３０５では、第１ＰＬＬ発振回路３０９から受け付けた同期信号に基づいて、認証信号から形成した認証情報をＩ² Ｃにて規定されるバス規格に則したバスを介して認証情報入出力インタフェース３１４へ出力する。認証情報入出力インタフェース３１４では、認証情報を画像表示装置４０へ出力する。

さらに第２通信装置３０は、画像表示装置４０から出力された認証情報を、Ｉ² Ｃにて規定されるバス規格に則したバスを介して認証情報入出力インタフェース３１４により受け付け、認証情報入出力インタフェース３１４では、画像表示装置４０から入力を受け付けた認証情報をＩ² Ｃ変換回路３０５へ出力する。Ｉ² Ｃ変換回路３０５では、入力を受け付けた認証情報を形成するビット単位の認証信号を保持し、保持した信号に含まれるデータ、即ち認証情報を形成する信号を取り出して、シリアルデータとして送信インタフェース３１５へ出力し、送信インタフェース３１５では、入力を受け付けた認証信号に基づくシリアルデータを、伝送線２を介して第１通信装置２０へ送信する。なおＬＶＤＳにて規定されるインタフェース規格に基づく送信インタフェース３１５を採用することにより、信号振幅が小さくなり、結果としてケーブル放射雑音を抑制することができるので、車載システムに適した通信システムを実現することが可能である。

画像表示装置４０が備えるインタフェース部４１は、Ｂ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第１色成分入力インタフェース４１１ａ、Ｇ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第２色成分入力インタフェース４１１ｂ及びＲ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第３色成分入力インタフェース４１１ｃを備えている。そしてインタフェース部４１は、夫々の色成分入力インタフェース４１１ａ，４１１ｂ，４１１ｃから入力を受け付けた色成分信号を復号化部４２へ出力する。またインタフェース部４１は、クロック信号の入力を受け付けるクロック信号入力インタフェース４１２、及び認証情報を形成するビット単位の認証信号を入出力する認証情報入出力インタフェース４１３を備えている。画像表示装置４０が備える復号化部４２では、第２通信装置３０から出力された認証信号から形成される認証情報に含まれる共有鍵を用いて各色成分信号を復号する。

また画像情報出力装置１０、第１通信装置２０、第２通信装置３０及び画像表示装置４０には図示しない電源回路から電力が供給されている。

次に本発明の通信システムにて機能するＨＤＣＰについて説明する。ＨＤＣＰの認証とは、ＨＤＣＰの送信側である画像情報出力装置１０が、ＨＤＣＰの受信側である画像表示装置４０に画像情報を受信する権限があることを承認するための認証プロトコルである。認証情報は、この認証プロトコルの機能により、画像情報を暗号化するための共有鍵として用いられる。ＨＤＣＰは、第１認証、第２認証及び第３認証の３種類のプロトコルから構成されている。

ＨＤＣＰの第１認証とは、画像情報の送信側である画像情報出力装置１０から受信側である画像表示装置４０へ最初に画像情報を送信する前に、画像情報出力装置１０及び画像表示装置４０間で、ＫＳＶ(Key selection Vector)等の認証情報を相互に受信することにより、画像情報出力装置１０が画像表示装置４０を認証するためのプロトコルである。

ＨＤＣＰの第２認証とは、画像表示装置４０が、ＨＤＣＰリピータである場合に必要とされる認証プロトコルであり、画像情報出力装置１０が、画像表示装置４０に対して、ＫＳＶを収集させ認証情報として送信させるためのプロトコルである。

ＨＤＣＰの第３認証とは、暗号化の初期状態をつくるためのプロトコルであり、暗号化に必要な値が、画像情報出力装置１０及び画像表示装置４０間で認証情報として送受信される。

次に本発明の通信システムにおける双方向通信について説明する。図４は、本発明の通信システムにおいて伝送線２を介して伝送されるデータを時系列順に示した概念図である。図４では、図４に向かって右方から左方へ時系列順に示しており、Ａとして示した区間が第１通信装置２０から第２通信装置３０へのダウンリンク方向への伝送を示しており、Ｂとして示した区間が第２通信装置３０から第１通信装置２０へのアップリンク方向の伝送を示している。なお伝送方向を切り替えるため、ダウンリンク方向の伝送とアップリンク方向の伝送との間には、無通信時期が設定されている。ダウンリンク方向へは、各色成分信号及び認証信号を所定の順序で配列したシリアルデータが伝送され、アップリンク方向へは認証信号を配列したシリアルデータが伝送される。図４からも明らかな様に本発明の通信システムでは、第１通信装置２０及び第２通信装置３０間を接続する伝送線２を介してのシリアルデータの送受信は、時分割で伝送方向が切り替わる双方向通信である。ただしダウンリンク方向へ伝送されるシリアルデータのデータ量に対し、アップリンク方向へ伝送されるシリアルデータのデータ量は小さいため、アップリンク方向へ伝送する時間は、ダウンリンク方向へ伝送する時間より長く設定されている。

前記実施の形態では、ＬＶＤＳ規格に基づくシリアルデータを生成し、伝送線を介して伝送する形態を示したが、本発明はこれに限らず、ＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling) 規格等の他の規格に基づくシリアルデータを生成し、伝送線を介して伝送する形態でもよい。ＴＭＤＳ規格に基づくシリアルデータを生成する場合、本来送信すべき３ビットの信号に１ビットの信号を付加し、所定の変換テーブルを用いて生成した４ビットの符号列を用いる３Ｂ４Ｂ変換が必要となる。３Ｂ４Ｂ変換を行うことにより、「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」が３個以上連続することを回避することができるため、第２通信装置において、クロック再生時の異常の発生を防止し、直流成分を小さくして受信エラーを低減することが可能である。

また前記実施の形態では、車両に搭載する通信システムに適用する形態を示したが本発明はこれに限らず、送信側をパーソナルコンピュータにて実現し、受信をパーソナルコンピュータ用モニタにて実現するローカルエリアネットワークを構成する通信システムに適用する形態、更にはテレビジョン受像機、各種オーディオビジュアル装置等の家電用装置を備えるホームネットワークを構成する通信システムに適用する形態等、様々な形態に適用することが可能である。

さらに前記実施の形態では、画像情報がカラー画像である形態を示したが、本発明はこれに限らずモノクローム画像である画像情報を送受信する形態でもよく、その場合、画像情報を形成する成分信号とは、モノクローム画像の階調を示すデジタルデータの各桁の値を示す信号となる。即ち８ビットの階調に分級されたモノクローム画像に適用する場合には、階調を示すデジタルデータの各ビットの値を示す８個の数値データの夫々が画像情報を形成する複数の成分信号として処理される。

本発明の通信システムの構成を示すブロック図である。本発明の通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。本発明の通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。本発明の通信システムにおいて伝送線を介して伝送されるデータを時系列順に示した概念図である。

符号の説明

１車両
２伝送線
１０画像情報出力装置
２０第１通信装置
３０第２通信装置
４０画像表示装置

Claims

認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を用い、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信方法において、
前記第１通信装置は、
前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、
生成したシリアルデータを前記第２通信装置へ送信し、
該第２通信装置は、
受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成し、
前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを前記第１通信装置へ送信し、
前記第１通信装置及び第２通信装置間のシリアルデータの送受信は、時分割で通信方向が切り替わる双方向通信である
ことを特徴とする通信方法。
認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を備え、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信システムにおいて、
前記第１通信装置は、
前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成する手段と、
生成したシリアルデータを前記第２通信装置へ送信する手段と
を備え、
該第２通信装置は、
受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成する手段と、
前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを前記第１通信装置へ送信する手段と
を備え、
前記第１通信装置及び第２通信装置は、更に、
通信の方向を時分割で切り替える手段を備える
ことを特徴とする通信システム。
伝送線にて接続され、認証情報を送受信して相互認証を行う第１通信装置及び第２通信装置を備え、相互認証に基づいて、前記第１通信装置から第２通信装置へ画像情報を形成する複数の成分信号を送信する通信システムにおいて、
前記第１通信装置は、
各成分信号を受け付ける手段と、
受け付けた各成分信号を所定の順序で配列したパラレルデータとして多重化する手段と、
多重化した各成分信号をシリアルデータに変換する手段と、
前記第２通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を、シリアルデータの所定の位置に挿入する手段と、
シリアルデータを、前記伝送線を介して前記第２通信装置へ送信する手段と
を備え、
前記第２受信装置は、
受信したシリアルデータから各成分信号及び認証情報を形成する信号を分離する手段と、
分離した各成分信号を、パラレルデータに変換する手段と、
パラレルデータに変換した各成分信号を出力する手段と、
分離した認証情報を形成する信号から、認証情報を形成する手段と、
前記第１通信装置へ送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを生成する手段と、
生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して前記第１通信装置へ送信する手段と
を備え、
前記第１通信装置及び第２通信装置は、更に、
前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段を備える
ことを特徴とする通信システム。
前記画像情報は、暗号化されてあり、
前記第１通信装置から第２通信装置へ送信される認証情報及び前記第２通信装置から第１通信装置へ送信される認証情報は、暗号化及び復号に要する関数に関する情報を含む
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の通信システム。
伝送線を介して他の装置と通信する通信手段を備え、他の装置との認証情報の送受信による相互認証に基づいて、画像を形成する複数の成分信号を送信する通信装置において、
送信する認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成する手段と、
生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して他の装置へ送信する手段と、
他の装置から前記伝送線を介して、認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを受信する手段と、
前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
伝送線を介して他の装置と通信する通信手段を備え、他の装置との認証情報の送受信による相互認証に基づいて、画像を形成する複数の成分信号を受信する通信装置において、
認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを受信した場合に、受信したシリアルデータに含まれる信号から認証情報を形成する手段と、
送信する認証情報を形成する信号を配列したシリアルデータを生成する手段と、
生成したシリアルデータを、前記伝送線を介して他の装置へ送信する手段と、
他の装置から前記伝送線を介して、認証情報を形成する信号及び各成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを受信する手段と、
前記伝送線を介して行う通信の方向を時分割で切り替える手段と
を備えることを特徴とする通信装置。