JP2006319836A - パラレルデジタル信号双方向伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 映像・音声・制御信号等のパラレルデジタル信号を高品質かつ高速に遠距離伝送を可能にし、特に双方向に伝送される一部の制御信号を映像・音声・制御等のパラレルデジタル信号とともに一経路の光ファイバによって伝送可能とすることを目的とする。
【解決手段】 ソース側電気信号処理部４と光電気変換部からなるソース側ユニット１と、シンク側電気信号処理部５と光電気変換部からなるシンク側ユニット２とを備え、制御信号を含むパラレルデジタル信号をシリアル信号化一本の光ファイバ３を介して伝送するパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＤＶＩ（Ｄigital Ｖisual Ｉnterface）規格、ＨＤＭＩ（Ｈigh−Ｄefinition Ｍultimedia Ｉnterface）規格等に準拠したコネクタ間でパラレルの映像・音声・制御信号等を双方向に送受信するためのパラレルデジタル信号双方向伝送装置に関するものである。

現在、コンピュータとディスプレイ等を接続するためのインターフェース規格としてＤＶＩ規格やＨＤＭＩ規格が標準化されている。ＤＶＩ規格は、画像情報及び制御信号の送受信に用いられるものであり、音声信号用として別の接続モジュールが必要である。
またＨＤＭＩ規格は、一つの接続モジュールで映像・音声・制御信号を合わせて送受信するものであり、ＤＶＩよりもコネクタやケーブルが簡素であり、製造コストが廉価であり、取り回しも容易である。

これらの規格に準拠した信号伝送装置は、複数のライン（光ファイバ、金属線）を使用し、各ラインでパラレルデジタル信号をシリアル伝送するのが一般的である。例えば、ＤＶＩ規格では、デジタル映像信号のＲＧＢ信号をエンコーダ＼シリアライザにより、ｃｈａｎｎｅｌ−０、ｃｈａｎｎｅｌ−１、ｃｈａｎｎｅｌ−２という３本の映像信号線とこれらの信号線と平行してＣｌｏｃｋおよびＤＤＣ（Ｄisplay Ｄata Ｃhannel）等の制御信号を伝送する一本の信号線が必要である。またＨＤＭＩ規格では、ＴＭＤＳ信号（ＨＤＭＩ規格の映像、音声、制御信号をＭＩＸした信号）をエンコーダ＼シリアライザにより、ｃｈａｎｎｅｌ−０、ｃｈａｎｎｅｌ−１、ｃｈａｎｎｅｌ−２という３本の映像信号線とこれらの信号線と平行してＣｌｏｃｋおよび制御信号を伝送する一本の映像信号線が必要である。

またＤＶＩ規格及びＨＤＭＩ規格は高速に画像等の信号を送受信するものであり、ラインとしてメタルケーブルを使用した場合には、電磁放射抑制のため、各ケーブルをシールド処理する必要があり、長距離伝送には不向きである。そこで長距離化を行うためにはメタルケーブルに替えて光ファイバを用いるモジュールが提案されている（特許文献１〜４）。

例えば、特許文献１には、４ラインを伝送する四心光ファイバケーブルが開示されている。図６はこのような四心光ファイバケーブルを用いた信号伝送装置１００を示すブロック図である。図６に示すように本信号伝送装置１００は、コネクタ１０３，１０３を介してそれぞれソース装置１０１とシンク装置１０２に接続される。本接続モジュール１００は、ソース側ユニット１０５とシンク側ユニット１０６と、それらを結ぶ四芯光ファイバ１１９からなる。コネクタ１０３からケーブル１０４を介してソース側ユニット１０５に入力された信号は画像信号処理用集積回路１１２によってＥ／Ｏ変換される。Ｅ／Ｏ変換された信号は、発光素子ユニット１１４を介して図示しない光源（ＬＤ等）から光信号として四芯光ファイバ１１９を介してシンク側ユニット１０６へ伝送される。またシンク側ユニット１０６は受光素子ユニット１１５と画像信号処理用集積回路１１３を備え、ケーブル１０３を介してシンク装置１０２に接続されている。このようにソース装置１０１とシンク装置１０２は、４ラインのシリアル接続となっている。

このような画像伝送装置においては、より高速な信号の送受信が要求されることから、低い伝送帯域を有する光ファイバでは実用性がなく、また光伝送損失が高い光ファイバでは長距離伝送を行うことができないという問題がある。さらに複数の信号を送受信するために電気光変換用部品および光ファイバが多数必要となるためモジュールが大きくなり、製造コストの観点からも問題が予想される。
さらに一部のデジタル信号は双方向に伝送されることから、一経路の光伝送体によってパラレルデジタル信号を伝送するのは困難であった。
特開２００４−２４１３６１ 特開２００３−２０９９２０ 特開２００４−１７９７３３ 特開２００５−６５０３４

本発明は、映像・音声・制御信号等のパラレルデジタル信号を、広範囲の伝送領域帯で低い光伝送損失をもち、高い伝送帯域を有する屈折率分布型光ファイバを用いることによって、高品質かつ高速に遠距離伝送を可能にし、特に双方向に伝送される一部の制御信号を映像・音声・制御等のパラレルデジタル信号とともに一経路の光ファイバによって波長多重化による双方向の伝送が可能なパラレルデジタル信号双方向伝送装置を提供することを目的とする。

（１）ソース側電気信号処理部と光電気変換部からなるソース側ユニットと、光伝送部と、シンク側電気信号処理部と光電気変換部からなるシンク側ユニットとを備えたパラレルデジタル信号双方向伝送装置において、前記ソース側電気信号処理部が、少なくとも、複数のパラレル映像信号を、基準クロック信号を用いてシリアル信号に変換するシリアル化部と、該シリアル映像信号の冗長データ部分に制御信号を重畳する低速信号畳重部と、シンク側ユニットから伝送される制御信号を抽出分離する信号抽出部とからなり、前記シンク側電気信号処理部が、少なくとも、ソース側ユニットから伝送されるシリアル信号から、クロック信号を分離するクロック信号抽出部と、制御信号を分離する制御信号抽出部と、分離されたクロック信号に同期してシリアル映像信号を複数のパラレル映像信号に変換するパラレル化部と、ソース側ユニットに伝送する制御信号を多重化してシリアル化する信号多重化シリアル化部とからなり、前記ソース側ユニットの光電気変換部とシンク側ユニットの光電気変換部の、いずれの光電気変換部も、少なくとも、発光素子と、受光素子と、光分波フィルタとを有し、さらに、前記光伝送部が一本の光ファイバからなる光ケーブルからなる、ことを特徴とするパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。

（２）前記光ファイバが実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性含フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする上記（１）記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。
（３）ソース側ユニット及びシンク側ユニットと、光伝送部とが光コネクタにより接続されていることを特徴とする上記（１）又は（２）記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。

（４）ソース側ユニット及び＼またはシンク側ユニットの端部に一軸の可動部が設けられていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。
（５）前記非結晶性含フッ素重合体が、主鎖に環構造を有する含フッ素重合体である前記（２）〜（４）のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。
（６）前記主鎖に環構造を有する非結晶性含フッ素重合体が、以下の（Ｉ）〜（IV）から選ばれる繰り返し単位を有する前記（５）記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。

（７）前記光ファイバによって伝送される光信号の波長範囲が７５０〜１０００ｎｍから選択された任意の波長であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。
光ケーブルとしては、折れ易い石英光ファイバよりプラスチック光ファイバが使用される。例えば、民生品であるオーディオ用の光端子接続ケーブルやＩＥＥＥ１３９４光ケーブル等ではプラスチック光ファイバが使用されている。このようなプラスチック光ファイバを使用した光通信では、ＶＣＳＥＬ（Ｖertical Ｃavity Ｓurface Ｅmitting Ｌaser）という表面発光レーザーが使用され、一般的にＶＣＳＥＬは７８０ｎｍ，８５０ｎｍ等といった高い伝送帯域の波長が使われることが多い。従って本発明においては、７５０〜１０００ｎｍから選択される任意の波長が使用されることが好ましい。より好ましい範囲は８３０〜１０００ｎｍ、特に好ましい範囲は９６０〜１０００ｎｍである。
（８）伝送されるパラレルデジタル信号が、ＨＤＭＩ（Ｈigh−Ｄefinition Ｍultimedia Ｉnterface）規格等に準拠した信号であることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置である。

本発明の光伝送部における光ファイバは、屈折率分布型光ファイバであることが好ましい。さらに、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性含フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型光ファイバであるのが好ましい。ここでマトリックスである含フッ素重合体としては、Ｃ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体であれば何ら限定されないが、主鎖に環構造を有する含フッ素重合体が最も好ましい。主鎖に環構造を有する含フッ素重合体としては、含フッ素脂肪族環構造、含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体では含フッ素脂肪族エーテル環構造を有するものがさらに好ましい。マトリックスである含フッ素重合体としては、含フッ素ポリイミド環構造を有する含フッ素重合体と含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体が好ましく、特に後者が好ましい。

含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体としては、含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体に比べ、後述の熱延伸または溶融紡糸によるファイバ化に際してもポリマー分子が配向しにくく、その結果光の散乱を起こすこともないなどの理由から、より好ましい重合体である。

マトリックスとしての含フッ素重合体の溶融状態における粘度は、溶融温度２００℃〜３００℃において１０^３〜１０^５ポイズが好ましい。溶融粘度が高すぎると溶融紡糸が困難なばかりでなく、屈折率分布の形成に必要な、ドーパント物質の拡散が起こりにくくなり、屈折率分布の形成が困難になる。また、溶融粘度が低過ぎると実用上問題が生じる。すなわち、電子機器や自動車等での光伝送体として用いられる場合に高温にさらされ軟化し、光の伝送性能が低下する。

かかる含フッ素重合体の数平均分子量は、１０，０００〜５，０００，０００が好ましく、より好ましくは５０，０００〜１，０００，０００である。分子量が小さ過ぎると耐熱性を阻害することがあり、大き過ぎると屈折率分布を有する光伝送体の形成が困難になるため好ましくない。

含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としては、含フッ素環構造を有するモノマーを重合して得られるものや、少なくとも２つの重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が好適である。

ドーパント物質としては、マトリックスである含フッ素重合体との比較において屈折率の差が０．００１以上である少なくとも１種類の物質が好ましく、マトリックスである含フッ素重合体よりも高屈折率であっても低屈折率であってもよい。通常はマトリックスである含フッ素重合体よりも高屈折率の物質を用いる。

かかるドーパント物質としては、ベンゼン環等の芳香族環、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、エーテル結合等の結合基を含む、低分子化合物、オリゴマー、ポリマーが好ましい。又、ドーパント物質は、マトリックスとしても含フッ素重合体と同様な理由から実質的にＣ−Ｈ結合を有しない物質であることが好ましい。マトリックスとしての含フッ素重合体との屈折率の差は０．００５以上であることが好ましい。

オリゴマーやポリマーであるドーパント物質としては、前記したようなマトリックスとしての含フッ素重合体を形成するモノマーの重合体からなり、含フッ素重合体との比較において屈折率の差が０．００１以上であるオリゴマーやポリマーであってもよい。モノマーとしては、含フッ素重合体との比較において屈折率の差が０．００１以上である重合体を形成するものから選ばれる。たとえば、屈折率の異なる２種の含フッ素重合体を用い、一方の重合体をドーパント物質として他の重合体に分布させることができる。

さらに低分子化合物としては、例えば炭素原子に結合した水素原子を含まないハロゲン化芳香族炭化水素がある。特に、ハロゲン原子としてフッ素原子のみを含むハロゲン化芳香族炭化水素やフッ素原子と他のハロゲン原子を含むハロゲン化芳香族炭化水素が、マトリックスとしての含フッ素重合体との相溶性の面で好ましい。又、これらのハロゲン化芳香族炭化水素は、カルボニル基、シアノ基などの官能基を有していないことがより好ましい。

このようなハロゲン化芳香族炭化水素としては、例えば式Φ_ｒ−Ｚ_ｂ［Φ_ｒは水素原子のすべてがフッ素原子に置換されたｂ価のフッ素化芳香環残基、Ｚはフッ素又はフッ素以外のハロゲン原子、−Ｒｆ、−ＣＯ−Ｒｆ、−Ｏ−Ｒｆ、あるいは−ＣＮ。ただし、Ｒｆはパーフルオロアルキル基、ポリフルオロパーハロアルキル基、または１価のΦ_ｒ。ｂは０または１以上の整数。］で表される化合物がある。芳香環としてはベンゼン環やナフタレン環がある。Ｒｆであるパーフルオロアルキル基やポリフルオロパーハロアルキル基の炭素数は５以下が好ましい。フッ素以外のハロゲン原子としては、塩素原子や臭素原子が好ましい。

具体的な化合物としては例えば、１，３−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，４−ジブロモテトラフルオロベンゼン、２−ブロモテトラフルオロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロベンゼン、ブロモペンタフルオロベンゼン、ヨードペンタフルオロベンゼン、デカフルオロベンゾフェノン、パーフルオロアセトフェノン、パーフルオロビフェニル、クロロヘプタフルオロナフタレン、ブロモヘプタフルオロナフタレンなどがある。

また、上記のごとき主鎖に環構造を有する含フッ素重合体以外に、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどの水素原子を含まないモノマーからなるオリゴマー、それらのモノマー２種以上の共重合オリゴマーなども物質（ｂ）として使用できる。又、−ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）Ｏ−や−（ＣＦ_２）_ｎＯ−（ｎは１〜３の整数）の構造単位を有するパーフルオロポリエーテルなども使用できる。これらオリゴマーの分子量は、非結晶性となる分子量範囲から選ばれ、数平均分子量３００〜１０，０００が好ましい。拡散のしやすさを考慮すると、数平均分子量３００〜５０００がさらに好ましい。

特に好ましいドーパント物質は、マトリックスである含フッ素重合体、特に主鎖に環構造を有する含フッ素重合体との相溶性が良好であること等から、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーである。相溶性が良好であることにより、含フッ素重合体、特に主鎖に環構造を有する含フッ素重合体と、クロロトリフルオロエチレンオリゴマーとを２００℃〜３００℃で加熱溶融により容易に混合させることができる。又、含フッ素溶媒に溶解させて混合した後、溶媒を除去することにより両者を均一に混合させることができる。クロロトリフルオロエチレンオリゴマーの好ましい分子量は、数平均分子量５００〜１，５００である。

本発明に使用される屈折率分布型光ファイバのマトリックス内層である芯材において、ドーパント物質は含フッ素重合体中に中心から周辺方向に沿って濃度勾配を有して分布している。好ましくは、ドーパント物質が含フッ素重合体よりも高屈折率の物質であり、このドーパント物質が芯材の中心から周辺方向に沿って濃度が低下する濃度勾配を有して分布している。ある場合にはドーパント物質が含フッ素重合体よりも低屈折率の物質であり、この物質が芯材の周辺から中心方向に沿って濃度が低下する濃度勾配を有して分布しているものも有用である。前者の芯材は通常ドーパント物質を中心に配置し周辺方向に向かって拡散させることにより製造できる。後者の芯材はドーパント物質を周辺から中心方向に拡散させることによって製造できる。

本発明の光ファイバーの芯材の製造において、樹脂の成形と屈折率分布の形成は同時であっても別々であってもよい。たとえば、紡糸や押し出し成形等により屈折率分布を形成すると同時に屈折率分布を形成して製造できる。また、紡糸や押し出し成形で樹脂の成形を行った後、屈折率分布を形成することができる。さらに、屈折率分布を有するプリフォーム（母材）を製造し、このプリフォームを成形（たとえば紡糸）して芯材を製造できる。

さらに本発明の光ファイバには、保護被覆層を設けることができる。被覆層を構成する重合体は、前記マトリックスの含フッ素重合体（ａ）以外の重合体からなる。この被覆層を構成する重合体の種類は特に制限はなく、従来の無機又はプラスチック光ファイバー素線の被覆に用いられていたもの、または、下記に挙げる含フッ素重合体等から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。例えば、非フッ素系重合体として、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、（水）架橋型ポリオレフィン、ポリオレフィンエラストマーなどのポリオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系重合体、軟質塩化ビニル樹脂等のビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル系重合体、ジメチルポリシロキサン重合体、ポリフルオロアルキルメチルポリシロキサン重合体などのシリコーン系重合体、ポリアミド、（発泡）ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリ４−メチルペンテン−１、ポリアミドイミド等が挙げられる。含フッ素重合体としては、含フッ素ゴム、トリフルオロエチレン重合体、クロロトリフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン−（パーフルオロアルキル）エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の下記（Ｖ）〜（IX）から選ばれる繰り返し単位を有する含フッ素重合体が挙げられる。

また、上記重合体のコートとは別に、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などの硬化性樹脂を光ファイバにコートし、硬化させて被覆層を形成することもできる。紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂を用いた場合には、比較的低温で被覆が行えるため、光ファイバの素線へのダメージが少ないという利点がある。紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、シリコンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、ポリフルオロアルキルアクリレート系等硬化型樹脂があげられる。これら硬化型樹脂を用いる場合には、適度な粘度を有する液状の樹脂を屈折率分布型光ファイバの表面に塗布した後硬化する方法が適用される。一方、ポリアミドやポリイミド樹脂を用いた場合にはファイバの引っ張り強度が増大し、機械的な耐久性が飛躍的に向上する。

被覆材を構成する上記に例示されるような重合体には、所望により可塑剤、顔料、架橋剤、接着剤等を加えることができる。

被覆層を有する光ファイバの製造は特に制約は受けない。例えば、前述の方法で製造した本発明の光ファイバの外側に、被覆材を押し出し被覆、あるいはソルベントコーティング法等により形成することにより目的の光ファイバが得られる。

本発明は、映像・音声・制御信号等のパラレルデジタル信号を、広範囲の伝送領域帯で低い光伝送損失をもち広い伝送帯域を有する光伝送体によって高速かつ高品質に伝送し、コンパクトで安価な伝送装置を提供でき、特に双方向に伝送される一部の制御信号を映像・音声・制御等のパラレルデジタル信号とともに一経路の光ファイバによって波長多重化による双方向の伝送が可能なパラレルデジタル信号双方向伝送装置を提供するという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置の一実施形態の例示を示す概略ブロック図である。
図１に示すように本伝送装置は、ソース装置１１とシンク装置１２間に設置され、各装置に接続されたソース側ユニット１とシンク側ユニット２を光ファイバ３を介してパラレルデジタル信号のデータ伝送を行うものである。以下、各部位毎に分けて詳説する。

（ソース側ユニット）
ソース側ユニット１は、ソース側電気信号処理部４と、光電気変換部８とから構成されている。さらにソース側電気信号処理部４は、シリアル化部に相当するデジタル信号受信用回路４−ａと、低速信号畳重部に相当するデジタル信号直列化・並列化用回路４−ｂ及び伝送帯域制御用回路４−ｃとから構成され、光電気変換部８は、発光素子８−ａと、光分波フィルタ８−ｂと、受光素子８−ｃと、波形成形用半導体８−ｄと、発光素子駆動用集積回路８−ｅと、信号増幅用集積回路８−ｆとから構成されている。
デジタル信号受信用回路４−ａは、ソース装置１１から伝送ケーブル／コネクタ１５を介して伝送されてきたパラレルデジタル信号をシリアル信号に変換する。例えばＤＶＩ規格では、パラレルデジタル信号としてＢlue＋Ｈsync＋Ｖsync（ｃｈａｎｎｅｌ−０）と、Ｇreen＋ＣＴＬ０＋ＣＴＬ１（ｃｈａｎｎｅｌ−１）と、Ｒed＋ＣＴＬ２＋ＣＴＬ３（ｃｈａｎｎｅｌ−２）及びＣｌｏｃｋがシリアル信号に変換される。

図２（ａ）に示すようにパラレルデジタル信号として伝送されてきたｃｈａｎｎｅｌ−０と、ｃｈａｎｎｅｌ−１と、ｃｈａｎｎｅｌ−２の各信号は、図１のデジタル信号受信用回路４−ａによって、図２（ｂ）に示すようにフレーム毎に多重化されたシリアル信号に変換される。
次に変換されたシリアル信号は、図１に示すようにデジタル信号直列化・並列化用回路４−ｂに入力される。ここで低速信号である制御信号が前記シリアル信号に重畳される。すなわち図２（ｃ）に示すように上記の各チャンネルに対応するフレーム毎の信号には、冗長度（無駄なデータ部分）があるため、制御信号を付加信号Ｄとしてそこに埋め込む。例えばＤＶＩ規格において埋め込まれる付加信号Ｄの対象としては、ＤＣＣ Ｄａｔａと、ＤＣＣ Ｃｌｏｃｋと、ＨＰＤ（Ｈot Ｐlug Ｄetect）が挙げられる。これらの制御信号が前記シリアル信号に重畳されることになる。

次に付加信号Ｄが重畳されたシリアル信号は、伝送帯域制御用回路４−ｃに入力される。伝送帯域制御用回路４−ｃは、電気信号であるシリアル信号を光信号に変換する装置である。次に光信号に変換されたシリアル信号は、ドライバである発光素子駆動用集積回路８−ｅに入力される。発光素子駆動用集積回路８−ｅからの信号によって発光素子８−ａからレーザ光が出射される。レーザ光としては、例えば中心波長が７８０ｎｍ帯の光を選択して用いることができる。

（シンク側ユニット）
シンク側ユニット２は、シンク側電気信号処理部５と、光電気変換部９とから構成されている。さらにシンク側電気信号処理部５は、パラレル化部に相当するデジタル信号受信用回路５−ａと、低速信号抽出部に相当するデジタル信号並列化・直列化用回路５−ｂ及び伝送帯域制御用回路５−ｃとから構成され、光電気変換部９は、発光素子９−ａと、光分波フィルタ９−ｂと、受光素子９−ｃと、波形成形用半導体９−ｄと、発光素子駆動用集積回路９−ｅと、信号増幅用集積回路９−ｆとから構成されている。
光ファイバ３によりソース側ユニット１から伝送されてきたシリアル信号は、光電気変換部９に入力される。シリアル信号は、光分波フィルタ９−ｂを介して受光素子９−ｃへ入力される。ここで受光素子９−ｃとは、例えばＰＤ（フォトダイオード）等であり、ガリウムヒ素系のＰＩＮフォトダイオード、シリコン系あるいはＭＳＭ（Ｍetal-Ｓemiconductor-Ｍetal）型フォトダイオード等が挙げられる。ＰＤから出力されるシリアル信号は微弱であるため、波形成形用半導体９−ｄ及び信号増幅用集積回路９−ｆによって増幅される。ここで波形成形用半導体９−ｄとしては、ＴＩＡ（Ｔrans-Ｉmpedense-Ａmp）が用いられる。ＴＩＡは、シリアル信号を増幅するとともに、ＰＤの出力が電流波形であるため、取り出されたシリアル信号を電圧波形に変換する機能を有する。

次に増幅されたシリアル信号は、伝送帯域制御用回路５−ｃに入力される。伝送帯域制御用回路５−ｃは、シリアル信号を電気信号に変換する装置である。電気信号に変換されたシリアル信号は、デジタル信号並列化・直列化用回路５−ｂに入力される。ここで制御信号（例えばＤＤＣ、ＨＰＤ等）が取り出される。制御信号が取り出されたシリアル信号は、デジタル信号受信用回路５−ａに入力され、パラレルデジタル信号に変換される。パラレルデジタル信号及び制御信号は、伝送コネクタ／ケーブル１５を介してモニタ等のデジタル映像入力機器であるシンク装置１２に出力される。

（光ファイバ）
次に本実施形態に用いられる光ファイバについて説明する。本実施形態では旭硝子株式会社製の「ルキナ」（登録商標）を使用した。かかる光ファイバは屈折率分布型光ファイバであり、高伝送帯域かつ広波長領域において低伝送損失であるという特質を有する。

−アップ信号の伝送−
シンク側ユニット２からソース側ユニット１へ制御信号（アップ信号）が伝送される場合がある。例えばＤＤＣ Ｄａｔａ信号等は双方向に伝送される信号であり、シンク側ユニット２からソース側ユニット１へも伝送される。かかる場合は、制御信号がデジタル信号並列化・直列化用回路５−ｂに入力された後、伝送帯域制御用回路５−ｃに入力され、ドライバである発光素子駆動用集積回路９−ｅを介して発光素子９−ａからレーザ光として出射される。レーザ光としては、例えば中心波長が８５０ｎｍ帯の光を用いることができる。

光ファイバ３により伝送されてきたシンク側ユニット２からの光信号は、光電気変換部８に入力される。光信号は、光分波フィルタ８−ｂを介して受光素子８−ｃへ入力される。受光素子８−ｃから出力した制御信号は、波形成形用半導体８−ｄ及び信号増幅用集積回路８−ｆを介して伝送帯域制御用回路４−ｃに入力される。電気信号に変換された制御信号は、デジタル信号直列化・並列化用回路４−ｂに入力される。デジタル信号直列化・並列化用回路４−ｂより取り出された制御信号は、伝送ケーブル／コネクタ１５を介してソース装置１１に出力される。

［第２の実施形態］
（ソース側電気信号処理部）
図３は、本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置に用いられるソース側電気信号処理部２０について、ＨＤＭＩ規格に準拠した他の伝送形態の一例を示すブロック図である。
図３に示すようにソース側電気信号処理部２０は、シリアル化部に相当するシリアル＼パラレル回路２１と、低速信号畳重部に相当する低速信号畳重回路２２と、ＤＣＣ制御回路２３、信号抽出回路２４および逓倍回路２５とから構成されている。

パラレル＼シリアル回路２１は、図示しないソース装置１から伝送されてきたパラレルデジタル信号をシリアル信号に変換する回路である。例えばＨＤＭＩ規格では、ＴＭＤＳ信号であるＢlue＋Ｈsync＋Ｖsync＋Ａuxiliary Ｄata（ｃｈａｎｎｅｌ−０）と、Ｇreen＋ＣＴＬ０＋ＣＴＬ１＋Ａuxiliary Ｄata＋Ａudio sample（ｃｈａｎｎｅｌ−１）と、Ｒed＋ＣＴＬ２＋ＣＴＬ３＋Ａuxiliary Ｄata＋Ａudio ｓample（ｃｈａｎｎｅｌ−２）及びＴＭＤＳ ＣＬＫ信号がパラレルデジタル信号としてパラレル＼シリアル回路２１に入力される。かかるパラレル＼シリアル回路２１は、パラレルデジタル信号をＴＭＤＳ ＣＬＫ信号の周波数をある倍数で逓倍した同期クロックをもとにシリアル信号に変換する。ＴＭＤＳ ＣＬＫ信号は、逓倍回路２５を介してパラレル＼シリアル回路２１に入力される。すなわち逓倍回路２５では、ＴＭＤＳ ＣＬＫのクロック周波数を予め設定した倍数に逓倍し、搬送用クロック信号を生成する。倍数は整数に限るものではなく、シンク側ユニットに伝送するシリアル信号の長さ、すなわち映像信号及び制御信号の長さによって決定され、シリアル信号に変換された映像信号及び制御信号をシンク側ユニットでパラレルデジタル信号に復元したときに、復元したパラレルデジタル信号の周波数が所定の周波数になり得る値に設定される。

パラレル＼シリアル回路２１によってシリアル化されたシリアル信号は、次に低速信号畳重回路２２に入力される。ここで制御信号が前記実施形態１に記載した方法によって重畳される。本実施形態では、ＨＤＭＩ規格としてＤＤＣ Ｄata、ＤＤＣ ＣＬＫ、ＣＥＣ（Ｃonsumer Ｅlectronics Ｃontrol）信号がシリアル信号に重畳される。ここでＤＤＣ Ｄata及びＤＤＣ ＣＬＫ信号は、ＤＤＣ制御回路２３を介して低速信号畳重回路２２へ入力される。またＣＥＣ信号は図示しないＨＤＭＩコネクタから入力される信号そのままで、低速信号畳重回路２２へ入力される。
上述の手段によって重畳されたシリアル信号は、図示しない回路及び装置によって光信号に変換され光ファイバを介してシンク側ユニットへ伝送される。

（シンク側電気信号処理部）
図４は、本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置に用いられるシンク側電気信号処理部３０について、ＨＤＭＩ規格に準拠した伝送形態の一例を示すブロック図である。
図４に示すようにシンク側電気信号処理部３０は、信号多重化シリアル化部に相当するシリアル＼パラレル回路３１と、低速信号畳重部に相当する低速信号抽出回路３２と、ＤＣＣ制御回路３３と、クロック抽出回路３６と、信号多重回路３４および分周回路３５とから構成されている。
ソース側ユニットより伝送された光信号は、図示しない回路装置によって電気信号に変換される。電気信号に変換されたシリアル信号は、まずクロック抽出回路３６へ入力される。クロック抽出回路３６は、シリアル信号からクロック信号のみを取り出す。次にクロック信号が取り出されたシリアル信号は低速信号抽出回路３２へ入力される。低速信号抽出回路３２は、シリアル信号からＤＤＣ Ｄata、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＣＥＣ信号を取り出す。その後、制御信号の取り出されたシリアル信号はシリアル＼パラレル回路３１へ入力される。シリアル＼パラレル回路３１において、クロック抽出回路３６で取り出したクロック信号に同期させながら、シリアル信号をパラレル信号に変換する。すなわちクロック抽出回路３６で取り出されたクロック信号が、前述のソース側電気信号処理部２０における逓倍回路２５において設定された逓倍率で分周され、ソース側電気信号処理部２０に入力されたＴＭＤＳ ＣＬＫの周波数と同じになる。かかるクロック信号に同期させながらパラレル信号に変換され、ＴＭＤＳ信号であるＢlue＋Ｈsync＋Ｖsync＋Ａuxiliary Ｄata（ｃｈａｎｎｅｌ−０）と、Ｇreen＋ＣＴＬ０＋ＣＴＬ１＋Ａuxiliary Ｄata＋Ａudio sample（ｃｈａｎｎｅｌ−１）と、Ｒed＋ＣＴＬ２＋ＣＴＬ３＋Ａuxiliary Ｄata＋Ａudio ｓample（ｃｈａｎｎｅｌ−２）として図示しないＨＤＭＩコネクタへ出力される。
さらに低速信号抽出回路３２で取り出したＤＤＣ Ｄata、ＤＤＣ ＣＬＫ及びＣＥＣ信号はＤＤＣ制御回路を介して図示しないＨＤＭＩコネクタへ出力される。

−アップ信号の伝送−
シンク装置からソース装置へ制御信号（アップ信号）が伝送される場合がある。ＨＤＭＩ規格においては、ＤＤＣ Ｄata信号及びＨＰＤ（Ｈot Ｐlug Ｄetect）がアップ信号に相当する。ＤＤＣ Ｄata信号は、ＤＤＣ制御回路３３を介して信号多重回路３４へ入力される。他方、ＨＰＤはシンク側のＨＤＭＩコネクタから入力される信号が直接信号多重回路３４へ入力される。ＤＤＣ Ｄata信号及びＨＰＤ信号は、信号多重回路３４においてシリアル化され、図示しない回路及び装置によって光信号に変換され光ファイバを介してソース側ユニットへ伝送される。

［第３の実施形態］
図５は、本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置に用いられる送受信ユニット４１の一例を示す概念図である。
図５に示すように本送受信ユニット４１は、ソース側電気信号処理部４４と、発光素子駆動用集積回路４６と、波長合波光送受信機４８と、光ファイバ４３、光コネクタ５０及び伝送ケーブル／コネクタ５５とから構成されている。ソース側電気信号処理部４４と、発光素子駆動用集積回路４６は基板４５に実装されている。光コネクタ５０の断面形状は波長合波光送受信機４８の端部と嵌合するような形状になっている。嵌合形状は一般的な周知形状が採用される。このような光コネクタ５０を用いることにより、光ファイバの配線がより簡便になる。さらに送受信ユニット４１の端部には、一軸ヒンジ４７によって回動可能になっている。このような構成を採用することによってソース装置若しくはシンク装置の背面のスペースが狭い場合でもヒンジ部を屈曲することにより伝送装置を設置することができる。

本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置の一実施形態の例示を示す概略ブロック図である。 パラレルデジタル信号の多重化と重畳を示す説明図である。（ａ）はパラレルデジタル信号を、（ｂ）多重化されたシリアル信号を、（ｃ）は制御信号が重畳されたシリアル信号を示す。 本発明に係るソース側電気信号処理部についての伝送形態を示すブロック図である。 本発明に係るシンク側電気信号処理部についての伝送形態を示すブロック図である。 本発明に係るパラレルデジタル信号双方向伝送装置に用いられる送受信ユニットの一例を示す概念図である。 従来の四心光ファイバケーブルを用いた信号伝送装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１，１１ ソース側ユニット
２，１２ シンク側ユニット
３ 光ファイバ
４，２０ ソース側電気信号処理部
５，３０ シンク側電気信号処理部
８，９ 光電気変換部
２１ シリアル化部に相当するシリアル＼パラレル回路
２２ 低速信号畳重部に相当する低速信号畳重回路

Claims (8)

1. ソース側電気信号処理部と光電気変換部からなるソース側ユニットと、光伝送部と、シンク側電気信号処理部と光電気変換部からなるシンク側ユニットとを備えたパラレルデジタル信号双方向伝送装置において、
   前記ソース側電気信号処理部が、少なくとも、複数のパラレル映像信号を、基準クロック信号を用いてシリアル信号に変換するシリアル化部と、該シリアル映像信号の冗長データ部分に制御信号を重畳する低速信号畳重部と、シンク側ユニットから伝送される制御信号を抽出分離する信号抽出部とからなり、
   前記シンク側電気信号処理部が、少なくとも、ソース側ユニットから伝送されるシリアル信号から、クロック信号を分離するクロック信号抽出部と、制御信号を分離する制御信号抽出部と、分離されたクロック信号に同期してシリアル映像信号を複数のパラレル映像信号に変換するパラレル化部と、ソース側ユニットに伝送する制御信号を多重化してシリアル化する信号多重化シリアル化部とからなり、
   前記ソース側ユニットの光電気変換部とシンク側ユニットの光電気変換部の、いずれの光電気変換部も、少なくとも、発光素子と、受光素子と、光分波フィルタとを有し、
   さらに、前記光伝送部が一本の光ファイバからなる光ケーブルからなる、
   ことを特徴とするパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
2. 前記光ファイバが実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性含フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする請求項１記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
3. ソース側ユニット及びシンク側ユニットと、光伝送部とが光コネクタにより接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
4. ソース側ユニット及び＼またはシンク側ユニットの端部に一軸の可動部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
5. 前記非結晶性含フッ素重合体が、主鎖に環構造を有する含フッ素重合体である請求項２〜４のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
6. 前記主鎖に環構造を有する非結晶性含フッ素重合体が、以下の（Ｉ）〜（IV）から選ばれる繰り返し単位を有する請求項５記載のパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
   

   

   ［上記（Ｉ）〜（IV）式において、ｌは０〜５、ｍは０〜４、ｎは０〜１、ｌ＋ｍ＋ｎは１〜６、ｏ，ｐ，ｑはそれぞれ０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜６、Ｒ³，Ｒ⁴はＦまたはＣＦ₃，Ｒ⁵はＦまたはＣＦ₃、Ｒ⁶はＦまたはＣＦ₃，Ｘ¹はＦまたはＣｌ、Ｘ²はＦまたはＣｌである。］
7. 前記光ファイバによって伝送される光信号の波長範囲が７５０〜１０００ｎｍから選択された任意の波長であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置。
8. 伝送されるパラレルデジタル信号が、ＨＤＭＩ（Ｈigh−Ｄefinition Ｍultimedia Ｉnterface）規格等に準拠した信号であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に記載されたパラレルデジタル信号双方向伝送装置。

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