WO2012077612A1 - コネクタ、ケーブル、送信装置、受信装置およびコネクタの製造方法 - Google Patents

コネクタ、ケーブル、送信装置、受信装置およびコネクタの製造方法 Download PDF

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electrode pins
signal electrode
stage
dielectric
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一彰 鳥羽
鈴木 秀幸
太一 平野
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a connector, a cable, a transmission device, a reception device, and a method for manufacturing a connector, and more particularly to a connector used when transmitting a digital signal such as video by a differential signal having a predetermined number of channels.
  • Non-Patent Document 1 describes the HDMI standard.
  • video, audio, and control signals are transmitted as digital signals using three data differential line pairs (TMDS Channel 0/1/2).
  • the value determined in the HDMI standard as the transmission speed of this digital signal is approximately 10.2 Gbps at the maximum.
  • HDMI will exceed the maximum value in current standards such as 15 Gbps and 20 Gbps. There is a need for future expansion.
  • the connection state of the differential pair by the shield deteriorates, and not only the transmission quality of the newly allocated data lane cannot be maintained, but also the interference to the adjacent lanes also occurs.
  • the conventional signal quality cannot be maintained.
  • the object of the present invention is, for example, a new HDMI interface that uses pins assigned to shields provided in each data pair used in the current HDMI as a data pair in addition to the three data pairs used in the current HDMI. Therefore, it is an object of the present invention to provide a connector that enables transmission of a high-quality signal while maintaining compatibility with the existing HDMI connector.
  • the concept of this invention is In the rectangular parallelepiped dielectric body, a plurality of signal electrode pins corresponding to a predetermined number of channels of differential signals and extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed, and an outer periphery of the dielectric body is provided. , A connector covered with a rectangular tube-shaped ground conductor with the first direction open, Each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted at a single end.
  • each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted in a single end. That is, since the electromagnetic field of the propagating signal is coupled so as to be distributed between each of the signal electrode pins and the ground conductor, each of the signal electrode pins is arranged close to the ground conductor, and the differential signal is single-ended. Is transmitted. Therefore, even if a pair of signal electrode pins for transmitting a differential signal is not coupled or does not have a corresponding signal electrode pin for shielding, other signal electrode pins Can reduce crosstalk and enables high-quality signal transmission.
  • a plurality of signal electrode pins corresponding to a differential signal having a predetermined number of channels are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and the plurality of signal electrode pins at the first stage in the dielectric and the second
  • a ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the step and a connection conductor that electrically connects the ground plane and the ground conductor is disposed between the signal electrode pins of each step in the dielectric. You may do it.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric
  • the signal electrode pins of the first stage and the second stage Crosstalk with the signal electrode pins of the stage is reduced.
  • a connection conductor such as a via, for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed between the signal electrode pins of each stage in the dielectric
  • the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced, and higher quality signals can be transmitted.
  • a plurality of signal electrode pins corresponding to a predetermined number of channels of differential signals and extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed, and an outer periphery of the dielectric body is provided.
  • a connector covered with a rectangular tube-shaped ground conductor with the first direction open The plurality of signal electrode pins corresponding to the differential signal of the predetermined number of channels are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction, The plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, A ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric, and each of the signal electrode pins of the respective stages in the dielectric A connecting conductor for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed between the connectors.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric body, the signal electrode pins of the first stage and the second stage Crosstalk with the signal electrode pins of the stage is reduced.
  • a connection conductor for example, a via, for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed between the signal electrode pins at each stage in the dielectric, crosstalk between the signal electrode pins at each stage is provided. Is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be reduced, and high-quality signal transmission is possible.
  • a cable that transmits a digital signal by a differential signal of a predetermined number of channels from a transmission device to a reception device, and includes a plug at an end,
  • the plug has a plurality of signal electrode pins corresponding to the predetermined number of channels and extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped in a rectangular parallelepiped dielectric body.
  • the outer periphery of the dielectric is covered with a rectangular tube-shaped ground conductor that is open in the first direction, and each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor.
  • each of the signal electrode pins of the plug is coupled to a ground conductor, and a differential signal is transmitted in a single end. That is, since the electromagnetic field of the propagating signal is coupled so as to be distributed between each of the signal electrode pins and the ground conductor, each of the signal electrode pins of the plug is arranged close to the ground conductor, and the differential signal is single. Transmitted at the end. Therefore, even if a pair of signal electrode pins for transmitting a differential signal is not coupled or does not have a corresponding signal electrode pin for shielding, other signal electrode pins Can reduce crosstalk and enables high-quality signal transmission.
  • a plurality of signal electrode pins corresponding to a differential signal having a predetermined number of channels are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and the plurality of signal electrode pins at the first stage in the dielectric and the second
  • a ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the step and a connection conductor that electrically connects the ground plane and the ground conductor is disposed between the signal electrode pins of each step in the dielectric. You may do it.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric body of the plug, the signal electrode pins of the first stage and the second stage are arranged. Crosstalk with the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • connection conductors for example, vias, that electrically connect the ground plane and the ground conductor are disposed between the signal electrode pins of each stage in the dielectric of the plug, the connection between the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced, and higher quality signals can be transmitted.
  • a cable that transmits a digital signal by a differential signal of a predetermined number of channels from a transmission device to a reception device, and includes a plug at an end,
  • the plug has a plurality of signal electrode pins corresponding to the predetermined number of channels and extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped in a rectangular parallelepiped dielectric body.
  • the outer periphery of the dielectric is covered with a rectangular tube-shaped ground conductor that is open in the first direction
  • the plurality of signal electrode pins corresponding to the differential signal of the predetermined number of channels are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction,
  • the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction
  • a ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric, and each of the signal electrode pins of the respective stages in the dielectric
  • a connecting conductor for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed between the cables.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric of the plug, the signal electrode pins of the first stage and the second stage are arranged. Crosstalk between the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • connection conductors for example, vias, that electrically connect the ground plane and the ground conductor are disposed between the signal electrode pins of each stage in the dielectric of the plug, the connection between the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be reduced, and high-quality signal transmission is possible.
  • a digital signal is transmitted to an external device via a cable using a differential signal, and the first operation mode in which the number of channels of the differential signal is the first number and the number of channels of the differential signal are set to the first number.
  • a digital signal transmitter having a second operation mode with a second number greater than the number of ones;
  • An operation mode determination unit that determines whether or not the external device and the cable correspond to the second operation mode;
  • An operation control unit that controls the operation of the digital signal transmission unit based on the determination of the operation mode determination unit;
  • a receptacle having a plurality of signal electrode pins for connecting the cable plug;
  • the digital signal transmission unit selects a first pin assignment in the first operation mode, and in the second operation mode, the digital signal and / or the clock signal is differential in the first pin assignment.
  • a second pin assignment different from the first pin assignment wherein a terminal used as a shield terminal corresponding to the signal terminal of the signal is used as a signal terminal of a differential signal for transmitting a digital signal; Selected, In the receptacle, the plurality of signal electrode pins extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in a rectangular parallelepiped dielectric, and an outer periphery of the dielectric is arranged in the first direction. Is covered with an open square cylindrical ground conductor, Each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted in a single end.
  • each of the signal electrode pins of the receptacle is coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted in a single end. That is, since the electromagnetic field of the propagating signal is coupled so as to be distributed between each of the signal electrode pins and the ground conductor, each of the signal electrode pins is arranged close to the ground conductor, and the differential signal is single-ended. Is transmitted. Therefore, even if a pair of signal electrode pins for transmitting a differential signal is not coupled or does not have a corresponding signal electrode pin for shielding, other signal electrode pins Crosstalk can be reduced, and high-quality signal transmission (transmission) is possible.
  • the plurality of signal electrode pins are arranged in the first stage and the second stage in the second direction orthogonal to the first direction, and the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged.
  • a ground plane may be disposed between the signal electrode pins of each stage in the dielectric body, and a connection conductor that electrically connects the ground plane and the ground conductor may be disposed.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric body of the receptacle, the signal electrode pins of the first stage and the second Crosstalk with the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • connection conductors such as vias, for electrically connecting the ground plane and the ground conductor are arranged between the signal electrode pins of each stage in the dielectric of the receptacle, the connection between the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced, and transmission (transmission) of higher quality signals becomes possible.
  • a digital signal is transmitted to an external device via a cable using a differential signal, and the first operation mode in which the number of channels of the differential signal is the first number and the number of channels of the differential signal are set to the first number.
  • a digital signal transmitter having a second operation mode with a second number greater than the number of ones;
  • An operation mode determination unit that determines whether or not the external device and the cable correspond to the second operation mode;
  • An operation control unit that controls the operation of the digital signal transmission unit based on the determination of the operation mode determination unit;
  • a receptacle having a plurality of signal electrode pins for connecting the cable plug;
  • the digital signal transmission unit selects a first pin assignment in the first operation mode, and in the second operation mode, the digital signal and / or the clock signal is differential in the first pin assignment.
  • a second pin assignment different from the first pin assignment wherein a terminal used as a shield terminal corresponding to the signal terminal of the signal is used as a signal terminal of a differential signal for transmitting a digital signal; Selected, In the receptacle, the plurality of signal electrode pins extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in a rectangular parallelepiped dielectric, and an outer periphery of the dielectric is arranged in the first direction.
  • the plurality of signal electrode pins are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction, The plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, A ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric, and each of the signal electrode pins of the respective stages in the dielectric
  • a connection conductor for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed therebetween.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric of the receptacle, the signal electrode pins of the first stage Crosstalk between the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • a connection conductor that electrically connects the ground plane and the ground conductor is arranged between the signal electrode pins at each stage in the dielectric of the receptacle, there is no crosstalk between the signal electrode pins at each stage. Reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be reduced, and high-quality signal transmission (transmission) becomes possible.
  • a digital signal is received from an external device via a cable by a differential signal, and the first operation mode in which the number of channels of the differential signal is the first number and the number of channels of the differential signal are set to the first number.
  • a digital signal receiver having a second operation mode with a second number greater than the number of ones;
  • An information receiving unit for receiving operation mode information indicating which of the first operation mode and the second operation mode should be selected from the external device;
  • An operation control unit for controlling the operation of the digital signal receiving unit based on the operation mode information received by the information receiving unit;
  • a receptacle having a plurality of signal electrode pins for connecting the cable plug;
  • the digital signal receiving unit selects a first pin assignment in the first operation mode, and in the second operation mode, the digital signal and / or the clock signal is differential in the first pin assignment.
  • a terminal used as a shield terminal corresponding to the signal terminal of the signal is used as a signal terminal of a differential signal for receiving a digital signal, and a second pin assignment different from the first pin assignment is used.
  • the plurality of signal electrode pins extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in a rectangular parallelepiped dielectric, and an outer periphery of the dielectric is arranged in the first direction. Is covered with an open square cylindrical ground conductor, Each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted in a single end.
  • each of the signal electrode pins of the receptacle is coupled to the ground conductor, and the differential signal is transmitted in a single end. That is, since the electromagnetic field of the propagating signal is coupled so as to be distributed between each of the signal electrode pins and the ground conductor, each of the signal electrode pins is arranged close to the ground conductor, and the differential signal is single-ended. Is transmitted. Therefore, even if a pair of signal electrode pins for transmitting a differential signal is not coupled or does not have a corresponding signal electrode pin for shielding, other signal electrode pins Crosstalk can be reduced, and high-quality signal transmission (reception) becomes possible.
  • the plurality of signal electrode pins are arranged in the first stage and the second stage in the second direction orthogonal to the first direction, and the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged.
  • a ground plane may be disposed between the signal electrode pins of each stage in the dielectric body, and a connection conductor that electrically connects the ground plane and the ground conductor may be disposed.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric body of the receptacle, the signal electrode pins of the first stage and the second Crosstalk with the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • connection conductors such as vias, for electrically connecting the ground plane and the ground conductor are arranged between the signal electrode pins of each stage in the dielectric of the receptacle, the connection between the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced, and transmission (reception) of higher quality signals becomes possible.
  • a digital signal is received from an external device via a cable by a differential signal, and the first operation mode in which the number of channels of the differential signal is the first number and the number of channels of the differential signal are set to the first number.
  • a digital signal receiver having a second operation mode with a second number greater than the number of ones;
  • An information receiving unit for receiving operation mode information indicating which of the first operation mode and the second operation mode should be selected from the external device;
  • An operation control unit for controlling the operation of the digital signal receiving unit based on the operation mode information received by the information receiving unit;
  • a receptacle having a plurality of signal electrode pins for connecting the cable plug;
  • the digital signal receiving unit selects a first pin assignment in the first operation mode, and in the second operation mode, the digital signal and / or the clock signal is differential in the first pin assignment.
  • a terminal used as a shield terminal corresponding to the signal terminal of the signal is used as a signal terminal of a differential signal for receiving a digital signal, and a second pin assignment different from the first pin assignment is used.
  • the plurality of signal electrode pins extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in a rectangular parallelepiped dielectric, and an outer periphery of the dielectric is arranged in the first direction.
  • the plurality of signal electrode pins are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction, The plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, A ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric, and each of the signal electrode pins of the respective stages in the dielectric
  • a connection conductor for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed therebetween.
  • the ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric of the receptacle, the signal electrode pins of the first stage and the second Crosstalk with the signal electrode pins in the second stage is reduced.
  • connection conductors such as vias, for electrically connecting the ground plane and the ground conductor are arranged between the signal electrode pins of each stage in the dielectric of the receptacle, the connection between the signal electrode pins of each stage Crosstalk is reduced. Therefore, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced, and transmission (reception) of higher quality signals becomes possible.
  • Another concept of the invention is: In the rectangular parallelepiped dielectric body, a plurality of signal electrode pins corresponding to a predetermined number of channels of differential signals and extending in a first direction which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed, and an outer periphery of the dielectric body is provided.
  • the first direction is covered with an open rectangular ground conductor
  • Each of the signal electrode pins is disposed close to the ground conductor so as to be coupled to the ground conductor, and a differential signal is transmitted in a single end
  • the plurality of signal electrode pins are arranged in a first stage and a second stage in a second direction orthogonal to the first direction,
  • the plurality of signal electrode pins at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction
  • a ground plane is disposed between the plurality of signal electrode pins of the first stage and the plurality of signal electrode pins of the second stage in the dielectric, and each of the signal electrode pins of the respective stages in the dielectric
  • a manufacturing method of a connector in which a connection conductor for electrically connecting the ground plane and the ground conductor is disposed between The connector is manufactured by combining a plurality of components inside the ground conductor.
  • the ground conductor is manufactured by combining a plurality of parts.
  • the plurality of components include a multilayer board having a ground plane, a connection conductor, a conductor (GND conductor) for connecting the ground plane of the multilayer board to the ground conductor, a signal electrode pin, a signal electrode pin, and a conductor.
  • the pair of signal electrode pins that transmit the differential signal may be in a state where the coupling is not taken or there is no corresponding signal electrode pin for shielding. Crosstalk from the signal electrode pins can be reduced, and high-quality signal transmission is possible.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an AV system as an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of a combination of a source device, an HDMI cable, and a sink device. It is a figure which shows the structural example (at the time of the operation mode of the present HDMI) of the data transmission part of a source device, and the data reception part of a sink device. It is a figure which shows the structural example (at the time of the operation mode of new HDMI) of the data transmitter of a source device, and the data receiver of a sink device. It is a figure which shows the structural example of TMDS transmission data. It is a figure which compares and shows the pin assignment of current HDMI (Type A) and new HDMI.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an AV (Audio and Visual) system 100 as an embodiment.
  • the AV system 100 is configured by connecting a source device 110 and a sink device 120.
  • the source device 110 is an AV source such as a game machine, a disc player, a set top box, a digital camera, or a mobile phone.
  • the sink device 120 is, for example, a television receiver or a projector.
  • the source device 110 and the sink device 120 are connected via a cable 200.
  • the source device 110 is provided with a receptacle 111 constituting a connector, to which a data transmission unit 112 is connected.
  • the sink device 120 is provided with a receptacle 121 constituting a connector, to which a data receiving unit 122 is connected.
  • a plug 201 constituting a connector is provided at one end of the cable 200, and a plug 202 constituting a connector is provided at the other end.
  • the plug 201 at one end of the cable 200 is connected to the receptacle 111 of the source device 110, and the plug 202 at the other end of the cable 200 is connected to the receptacle 121 of the sink device 120.
  • the source device 110 has a control unit 113.
  • the control unit 113 controls the entire source device 110.
  • the data transmission unit 112 of the source device 110 supports both current HDMI and new HDMI.
  • the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the operation mode of the new HDMI.
  • the control unit 113 determines that at least the sink device 120 supports only the current HDMI, or determines that the cable 200 supports the current HDMI, the control unit 113 sets the data transmission unit 112 to the current HDMI. Control to operate in operation mode.
  • the sink device 120 has a control unit 123.
  • the control unit 123 controls the entire sink device 120.
  • the data receiving unit 122 of the sink device 120 supports only the current HDMI or both the current HDMI and the new HDMI.
  • the control unit 123 controls the data receiving unit 122 to operate in the same operation mode as the data transmitting unit 112 of the source device 110. .
  • the control unit 123 controls the operation mode of the data reception unit 122 based on the determination result of the operation mode transmitted from the source device 110 through a line such as CEC.
  • the cable 200 is compatible with current HDMI or new HDMI.
  • the cable 200 supports the current HDMI, or the sink device 120 supports only the current HDMI.
  • Data transmission with the current HDMI is performed.
  • the data transmission unit 112 of the source device 110 is controlled to operate in the current HDMI operation mode.
  • the data reception unit 122 of the sink device 120 that supports both the current HDMI and the new HDMI is controlled to operate in the current HDMI operation mode.
  • the cable 200 is capable of new HDMI data transmission, for example, by lowering the data transfer rate, data transmission in the new HDMI mode may be performed.
  • [Configuration example of data transmitter and data receiver] 3 and 4 show configuration examples of the data transmission unit 112 of the source device 110 and the data reception unit 122 of the sink device 120 in the AV system 100 of FIG.
  • the data transmission unit 112 transmits a differential signal corresponding to uncompressed video data for one screen to the data reception unit 122 in one direction in a plurality of channels in an effective image period (also referred to as “active video period”). Send.
  • the effective image section is a section obtained by removing the horizontal blanking section and the vertical blanking section from the section from one vertical synchronizing signal to the next vertical synchronizing signal.
  • the data transmission unit 112 transmits at least a plurality of channels of differential signals corresponding to audio data, control data, and other auxiliary data associated with video data in a horizontal blanking interval or a vertical blanking interval. Transmit to the receiving unit 122 in one direction.
  • the data receiving unit 122 receives a differential signal corresponding to video data transmitted in one direction from the data transmitting unit 122 through a plurality of channels in the active video section. In addition, the data reception unit 122 receives differential signals corresponding to audio data and control data transmitted in one direction from the data transmission unit 112 through a plurality of channels in a horizontal blanking interval or a vertical blanking interval. Receive.
  • the transmission channel of the HDMI system including the data transmission unit 112 and the data reception unit 122 includes the following.
  • the differential signal channels for transmitting digital signals such as video data are 3 channels in the current HDMI, but 6 channels in the new HDMI.
  • the differential signal channel in the current HDMI will be described.
  • three TMDSs serving as transmission channels for serially transmitting video data and audio data in one direction in synchronization with the pixel clock from the data transmission unit 112 to the data reception unit 122.
  • the HDMI transmitter 81 of the data transmission unit 112 converts, for example, uncompressed video data into corresponding differential signals, and is connected via the cable 200 with three TMDS channels # 0, # 1, and # 2. Serial transmission is performed in one direction to the data receiving unit 122.
  • the HDMI transmitter 81 converts audio data accompanying the uncompressed video data, necessary control data, and other auxiliary data into corresponding differential signals, and converts them into three TMDS channels # 0, # 1, # 2. Then, the data is serially transmitted to the data receiving unit 122 in one direction.
  • the HDMI transmitter 81 transmits a TMDS clock synchronized with video data transmitted through the three TMDS channels # 0, # 1, and # 2 to the data transmission unit 122 through the TMDS clock channel.
  • the HDMI receiver 82 of the data reception unit 122 transmits a differential signal corresponding to video data, audio data, and control data transmitted in one direction from the data transmission unit 112 through TMDS channels # 0, # 1, and # 2.
  • a differential signal corresponding to is received.
  • reception is performed in synchronization with the pixel clock (TMDS clock) transmitted from the data transmission unit 112 through the TMDS clock channel.
  • TMDS clock pixel clock
  • TMDS as transmission channels for serially transmitting video data and audio data in one direction in synchronization with the pixel clock from the data transmission unit 112 to the data reception unit 122.
  • channels # 0 to # 5 There are channels # 0 to # 5.
  • the transmission of the TMDS clock is omitted, and a self-clock method is used in which the clock is reproduced from the received data on the receiving side.
  • the HDMI transmitter 81 of the data transmission unit 112 converts, for example, uncompressed video data into corresponding differential signals, and is a data reception unit connected via the cable 200 with six TMDS channels # 0 to # 5. In 122, serial transmission is performed in one direction.
  • the HDMI transmitter 81 converts audio data associated with uncompressed video data, necessary control data and other auxiliary data into corresponding differential signals, and uses six TMDS channels # 0 to # 5. Serial transmission is performed in one direction to the data receiving unit 122.
  • the HDMI receiver 82 of the data receiver 122 corresponds to differential signals corresponding to video data, audio data, and control data transmitted in one direction from the data transmitter 112 via TMDS channels # 0 to # 5. Receive differential signals.
  • the HDMI receiver 82 reproduces the pixel clock from the received data and receives it in synchronization with the pixel clock (TMDS clock).
  • DDC Display Data Channel
  • CEC Transmission Channel
  • the DDC includes two signal lines (not shown) included in the cable 200.
  • the DDC is used by the data transmitter 112 to read E-EDID (Enhanced Extended Display Identification Data) from the data receiver 122.
  • E-EDID Enhanced Extended Display Identification Data
  • the data receiving unit 122 has an EDID ROM (EEPROM) that stores E-EDID that is capability information related to its capability (Configuration / capability).
  • E-EDID ROM EEPROM
  • the data transmission unit 112 reads the E-EDID from the data reception unit 122 connected via the cable 200 via the DDC.
  • the data transmission unit 112 sends the read E-EDID to the control unit 113.
  • the control unit 113 stores this E-EDID in a flash ROM or DRAM (not shown).
  • the control unit 113 can recognize the setting of the capability of the data receiving unit 122 based on the E-EDID. For example, the control unit 113 recognizes whether or not the sink device 120 including the data receiving unit 122 is compatible with new HDMI in addition to the current HDMI.
  • the CEC line is composed of one signal line (not shown) included in the cable 200, and is used for bidirectional communication of control data between the data transmission unit 112 and the data reception unit 122.
  • the cable 200 includes a line (HPD line) connected to a pin called HPD (Hot Plug Detect).
  • HPD Hot Plug Detect
  • the source device can detect the connection of the sink device using the HPD line.
  • This HPD line is also used as a HEAC-line constituting a bidirectional communication path.
  • the cable 200 includes a power line (+ 5V Power Line) used for supplying power from the source device to the sink device.
  • the cable 200 includes a utility line. This utility line is also used as a HEAC + line constituting a bidirectional communication path.
  • FIG. 5 shows an example of the structure of TMDS transmission data.
  • FIG. 5 shows sections of various transmission data when image data of horizontal x vertical B pixels x A lines is transmitted in TMDS channels # 0 to # 2 or TMDS channels # 0 to # 5. ing.
  • Video Field There are three types of sections in the video field (Video Field) in which transmission data is transmitted using the HDMI TMDS channel, depending on the type of transmission data. These three types of sections are a video data period (Video Data period), a data island period (Data Islandperiod), and a control period (Control period).
  • the video field period is a period from the rising edge (active edge) of a certain vertical synchronizing signal to the rising edge of the next vertical synchronizing signal.
  • This video field period is divided into a horizontal blanking period (horizontal blanking), a vertical blanking period (verticalblanking), and an active video period (Active Video).
  • a video data section that is a section obtained by removing the horizontal blanking period and the vertical blanking period from the video field section is assigned to the active video section.
  • B pixel (pixel) ⁇ A line effective pixel (Active pixel) data constituting uncompressed image data for one screen is transmitted.
  • Data island section and control section are assigned to horizontal blanking period and vertical blanking period.
  • auxiliary data (Auxiliary data) is transmitted. That is, the data island period is assigned to a part of the horizontal blanking period and the vertical blanking period. In this data island period, for example, audio data packets that are not related to the control among the auxiliary data are transmitted.
  • the control period is allocated to other parts of the horizontal blanking period and the vertical blanking period. In this control period, for example, vertical synchronization signals, horizontal synchronization signals, control packets, and the like, which are data related to control, of auxiliary data are transmitted.
  • FIG. 6A shows the pin assignment of this current HDMI.
  • the pins (pin numbers 7, 4, and 1) are assigned to TMDS Data # i +, and the pins (pin numbers 9, 6, and 3) are assigned to TMDS Data # i-.
  • TMDS Clock + and TMDS Clock- which are differential signals of TMDS clock channel, are transmitted by two lines which are differential lines.
  • the pin with pin number 10 is assigned to TMDS Clock +, and the pin with pin number 12 is assigned to TMDS Clock-. Note that the pin with the pin number 11 is assigned to TMDS Clock Shield.
  • the CEC signal which is control data
  • the pin with the pin number 13 is assigned to the CEC signal.
  • An SDA (Serial Data) signal such as E-EDID is transmitted through the SDA line.
  • a pin having a pin number of 16 is assigned to the SDA signal.
  • an SCL (Serial) Clock) signal which is a clock signal used for synchronization during transmission / reception of the SDA signal, is transmitted through the SCL line.
  • a pin with a pin number of 15 is assigned to the SCL.
  • the DDC line described above is composed of an SDA line and an SCL line.
  • the pin with pin number 19 is assigned to HPD / HEAC-.
  • a pin with pin number 14 is assigned to utility / HEAC +.
  • a pin with a pin number of 17 is assigned to DDC / CEC Ground / HEAC Shield.
  • the pin with the pin number 18 is assigned to the power supply (+ 5V Power).
  • FIG. 6B shows the pin assignment of this new HDMI.
  • Pins pin numbers 1, 4, 7, 10, 2, 8) are assigned to TMDS Data # i +, and pins (pin numbers 3, 6, 9, 12, 5, 11) are TMDS Data Assigned to # i-.
  • the CEC signal which is control data
  • the pin with the pin number 13 is assigned to the CEC signal.
  • An SDA (Serial Data) signal such as E-EDID is transmitted through the SDA line.
  • a pin having a pin number of 16 is assigned to the SDA signal.
  • an SCL (Serial) Clock) signal which is a clock signal used for synchronization during transmission / reception of the SDA signal, is transmitted through the SCL line.
  • a pin with a pin number of 15 is assigned to the SCL.
  • the DDC line described above is composed of an SDA line and an SCL line.
  • the pin with pin number 19 is assigned to HPD / HEAC-.
  • a pin with pin number 14 is assigned to utility / HEAC +.
  • a pin with a pin number of 17 is assigned to DDC / CEC Ground / HEAC Shield.
  • the pin with the pin number 18 is assigned to the power supply (+ 5V Power).
  • terminals pin numbers 2, 5, and 5 used as shield terminals in the current HDMI pin assignment (see FIG. 6A). 8 and 11 pins) are used as data terminals.
  • a terminal pin numbers 10 and 12 used as a signal terminal of a differential signal of a clock signal in the current HDMI pin assignment is used as a data terminal.
  • the data transmission unit 112 of the source device 110 selects the current HDMI pin assignment shown in FIG. 6A, and when operating in the new HDMI operation mode, FIG.
  • the new HDMI pin assignment shown in FIG. In the above description, the pin assignment of the receptacle 111 of the source device 110 has been described. Although the detailed description is omitted, the same applies to the pin assignment of the receptacle 121 of the sink device 120 when the data receiving unit 122 of the sink device 120 supports both the current HDMI and the new HDMI.
  • FIG. 7A and 7B show the pin arrangement of the receptacle 111 of the source device 110.
  • FIG. FIG. 7A shows the pin arrangement of the current HDMI
  • FIG. 7B shows the pin arrangement of the new HDMI.
  • the pins with pin numbers 2, 5, 8, and 11 are set to the following states. That is, pins with pin numbers 2, 5, 8, and 11 are grounded at the source device 110 and the sink device 120. Alternatively, the pins with pin numbers 2, 5, 8, and 11 are set in the ground state in the sink device 120 and in the high impedance state in the source device 110.
  • the pins with pin numbers 2, 5, 8, and 11 are set in a high impedance state at the sink device 120 and grounded at the source device 110.
  • FIG. 8A shows an example of the structure of a current HDMI cable used as the cable 200.
  • This current HDMI cable is configured as a shielded twisted pair portion so that each of the three data line pairs can obtain characteristics.
  • the clock line pair and the utility and HPD line pair for the HEAC function are also configured as a shield twist pair.
  • FIG. 8B shows an example of the structure of the shield twisted pair portion.
  • the shield twisted pair portion has a structure in which two electric wires 3 and a drain wire 4 are covered with a shield member 5.
  • the electric wire 3 is configured such that the core wire 1 is covered with a covering portion 2.
  • each drain line is connected to a pin (terminal) corresponding to each shield terminal (shield pin having pin numbers 2, 5, 8, and 11) of the above-described receptacle (current HDMI pin arrangement).
  • shield terminals are grounded in the source device 110 and the sink device 120.
  • the drain lines constituting the shield twisted pair portions of the data and the clock are grounded when the plug is connected to the receptacle (current HDMI pin arrangement).
  • FIG. 9 shows a structure example of a new HDMI cable used as the cable 200.
  • This new HDMI cable is configured as a shielded twisted pair portion so that each of the six data line pairs can obtain characteristics.
  • the utility and HPD line pairs are also configured as shield twisted pairs.
  • the number of individual copper wires to be connected to the new HDMI cable is increased compared to the current HDMI cable (see FIG. 8A).
  • the drain wire constituting each shield twisted pair connected by the dedicated pins of the plug at both ends of the cable is connected to the metal shell of the plug.
  • the shielding pins are opened, and an increase in the number of necessary pins of the plug is avoided, and the plug in the new HDMI cable is the same as the plug of the current HDMI cable.
  • the drain wire constituting each shield twisted pair portion is connected to the metal shell of the plug, the receptacle shell into which the plug is inserted is connected to the ground level, so that the differential A pair line shield can be secured.
  • FIG. 10 shows another structural example of the new HDMI cable used as the cable 200.
  • the new HDMI cable has substantially the same structure as the new HDMI cable shown in FIG. 9 except that the cross-sectional shape is flattened. It is known that by flattening the cross-sectional shape in this way, the cross-sectional area can be reduced and impedance matching can be easily achieved.
  • control unit 113 of the source device 110 controls the data transmission unit 112 to the operation mode of the new HDMI. In other cases, the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to the current HDMI operation mode.
  • the flowchart of FIG. 11 shows the processing procedure of the operation mode control of the control unit 113.
  • the control unit 113 starts processing, and then proceeds to processing in step ST2.
  • the control unit 113 determines whether or not the source device 110, that is, the data transmission unit 112 is compatible with the new HDMI. Since the control unit 113 includes in advance capability information of the source device 110 (data transmission unit 112) in which the control unit 113 exists, this determination can be easily performed. In this embodiment, since it is clear that the source device 110 is compatible with the new HDMI, the control unit 113 may omit the determination process in step ST2.
  • the control unit 113 determines whether the sink device 120, that is, the data receiving unit 113 is compatible with the new HDMI, in step ST3. Details of this determination will be described later.
  • the control unit 113 proceeds to the process of step ST4. In step ST4, the control unit 113 determines whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI. Details of this determination will be described later.
  • step ST5 the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the new HDMI operation mode.
  • step ST6 the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the current HDMI operation mode.
  • the control unit 113 transmits the final operation mode determination result to the sink device 120 via the cable 200.
  • the determination result is transmitted as control information such as an info frame before data transmission from the source device 110, for example.
  • the control unit 123 controls the data reception unit 122 to operate in the same operation mode as the data transmission unit 112 of the source device 110. .
  • a UI screen indicating that is displayed for example, as shown in FIG. You may control to display on a part (display). From this UI screen, the user can easily grasp that the source device 110 and the sink device 120 are connected by the new HDMI.
  • the display unit (display) on which the UI screen is displayed is a display unit (display) (not shown) provided in the source device 110 or a display unit (display) (not shown) provided in the sink device 120. The same applies to the following UI displays.
  • control unit 113 determines in step ST4 that the cable 200 does not support the new HDMI and moves to the process of step ST6, a UI screen indicating that is shown in FIG. 12C, for example.
  • it may be controlled to display on a display unit (display).
  • display the user can easily recognize that the source device 110 and the sink device 120 are compatible with the new HDMI, but only the cable 200 is not compatible with the new HDMI. You can take measures such as replacing the
  • control unit 113 determines in step ST4 that the cable 200 is compatible with the new HDMI
  • the control unit 113 immediately proceeds to step ST5 and the data transmission unit 112 operates in accordance with the new HDMI operation. Control to operate in mode.
  • the control unit 113 may allow the user to select either the new HDMI or the current HDMI (conventional HDMI).
  • control unit 113 controls the UI screen for that purpose to be displayed on the display unit (display) as shown in FIG.
  • the user selects either new HDMI or current HDMI based on this UI screen.
  • FIG. 12B shows a state where “new HDMI” is selected.
  • the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the new HDMI or current HDMI operation mode according to the user's selection.
  • the flowchart of FIG. 13 shows the processing procedure of the operation mode control of the control unit 113 in that case.
  • portions corresponding to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the control unit 113 determines in step ST4 that the cable 200 is compatible with the new HDMI, the control unit 113 proceeds to the process in step ST7.
  • the control unit 113 controls the display unit (display) to display a UI screen for selecting either the new HDMI or the current HDMI.
  • This UI display may be transmitted as a video signal by the source device 110 through the transmission line 200, or may be instructed by the sink device 120 to display by itself.
  • step ST8 the control unit 113 notifies the operation of the user's remote control or the like through a line such as CEC, so that the control unit 113 determines whether the user has selected new HDMI or current HDMI.
  • the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the new HDMI operation mode.
  • the control unit 113 controls the data transmission unit 112 to operate in the operation mode of the current HDMI (conventional HDMI).
  • the control unit 113 determines whether or not the sink device 120 is compatible with the new HDMI based on the EDID read from the sink device 120 using the DDC line (SDA line and SCL line) of the cable 200.
  • the EDID itself has a data structure defined on the format. Assume that new flag information indicating whether or not the sink device 120 is compatible with new HDMI (new transmission) is newly defined at a predetermined location of the EDID.
  • FIG. 14 shows an example of flag information newly defined on EDID.
  • EDID is a data structure indicating the capabilities of various sink devices 120.
  • FIG. 14 shows only the bytes of the EDID related to the present invention for the sake of simplification and is simplified to the minimum.
  • 1-bit flag information “New Rx Sink” indicating whether or not the sink device 120 supports the new HDMI is described.
  • 1-bit flag information “New Cable” indicating whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI is newly defined in the first bit.
  • the control unit 113 determines that the sink device 120 is compatible with the new HDMI when the above-described 1-bit flag information “New Rx Sink” exists in the EDID read from the sink device 122. That is, when the sink device 120 supports only the current HDMI, the above-described 1-bit flag information “New Rx Sink” does not exist in the EDID read from the sink device 122.
  • the control unit 113 performs communication with the sink device 120 through the cable 200 to determine whether or not the sink device 120 is compatible with the new HDMI. For example, the control unit 113 uses the CEC line to check whether the sink device 120 is compatible with the new HDMI on a command basis.
  • control unit 113 communicates with the sink device 120 using a bidirectional communication path (HEAC function) configured by a utility line and an HPD line, and the sink device 120 supports the new HDMI. Check if it is. Further, for example, the control unit 113 exchanges some signal using an unused line, for example, a utility line until transmission becomes valid, and determines whether or not the sink device 120 supports the new HDMI. Confirm.
  • HEAC function bidirectional communication path
  • This determination method includes, for example, the following first to fourth determination methods.
  • the first to third determination methods are determination methods performed using the information providing function of the cable 200 when the cable 200 is a new HDMI cable.
  • the new HDMI cable incorporates an LSI (Large Scale Integration) in a plug, for example.
  • the sink device 120 requests the LSI to output using the CEC protocol while the HPD is dropped to L.
  • the sink device 120 in this case is a sink device compatible with the new HDMI.
  • the LSI sends the register value (indicating that it is compatible with the new HDMI and cable characteristic data such as a transmittable data band) to the sink device 120. Report with CEC protocol.
  • the sink device 120 adds information reported from the LSI to its own EDID.
  • the sink device 120 instructs the source device 110 to read the EDID by setting the HPD to H after the additional writing.
  • the control unit 113 determines whether the cable 200 is compatible with the new HDMI. That is, the control unit 113 determines that the cable 200 is compatible with the new HDMI when information such as that the cable 200 is compatible with the new HDMI is included.
  • the sink device 120 has been described as requesting output from the LSI using the CEC protocol.
  • the source device 110 itself requests an output from the LSI using the CEC protocol, and directly receives a report of a register value (indicating that it is compatible with the new HDMI and cable characteristic data such as a transmittable data band) from the LSI. It is also possible.
  • the new HDMI cable includes an LSI in a plug, for example.
  • the source device 110 reads and acquires the EDID indicating the capability from the sink device 120, for example, at the timing when the HPD changes from L to H.
  • the EDID is notified to the source side by serially transmitting the data written in the EEPROM of the sink device 120 using the SDA / SCL line.
  • the LSI observes a line on which EDID information is transmitted, that is, an SDA / SCL signal during EDID transmission. Then, when the flag information (the first bit of the predetermined byte in FIG. 14) indicating whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI is transmitted, the LSI sets the bit value to the new HDMI. Change to the corresponding state, that is, the flag is set. That is, the data on the EDIDROM (EEPROM) of the sink device 120 is “00000100”, but becomes “00000110” when the LSI in the cable rewrites the data during transmission and the source device 110 receives the data.
  • EEPROM EEPROM
  • the control unit 113 determines whether the cable 200 is compatible with the new HDMI based on the EDID read from the sink device 120. That is, when the flag information (first bit of the predetermined byte in FIG. 14) indicating whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI is in a state corresponding to the new HDMI, the control unit 113 It is determined that the cable 200 is compatible with the new HDMI.
  • FIG. 16 shows an example of the EDID data rewriting circuit of the LSI in the cable.
  • This LSI has a counter that counts clocks on the SCL line and a driver that rewrites data on the SDA line based on the count value of the counter.
  • the new HDMI cable has an RF tag chip (LSI) in which information such as the plug is compatible with the new HDMI and information such as a transmittable data band is stored. Is built-in.
  • an RF tag read chip (LSI) is built in the receptacle 111 of the source device 110. In this case, near field communication is performed between the RF tag reading chip of the receptacle 111 and the RF tag chip of the plug, and information stored in the RF tag chip is read by the RF tag reading chip.
  • the control unit 113 determines whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI based on information read by the RF tag reading chip. That is, the control unit 113 determines that the cable 200 is compatible with the new HDMI when information such as that the cable 200 is compatible with the new HDMI is read by the RF tag reading chip.
  • short-range wireless communication is performed between the RF tag reading chip of the receptacle 111 of the source device 110 and the RF tag chip of the plug so that the information stored in the RF tag chip is read on the source device 110 side.
  • short-range wireless communication is performed between the RF tag reading chip of the receptacle 121 of the sink device 120 and the RF tag chip of the plug, and the stored information is read to the RF tag chip on the sink device 120 side. Provided on the source device 110 side.
  • the control unit 113 determines whether the cable 200 is compatible with the new HDMI by measuring the electrical characteristics of the cable 200. As shown in FIG. 18, the control unit 113 of the source device 110 transmits a measurement / detection test signal (digital signal) to the pins 2 and 5, and the control unit 123 of the sink device 120 outputs the signal. Receive. In the current HDMI cable, the pair of signal lines connected to the pins 2 and 5 do not constitute a differential signal transmission path, but in the new HDMI cable, the pair of signal lines connected to the pins 2 and 5 Constitutes a differential signal transmission path (see FIGS. 6A and 6B).
  • the control unit 123 of the sink device 120 notifies the source device 110 of the received digital signal through another path (for example, HDMI DDC line indicated by SCL / SDA, CEC line, utility line, etc.).
  • the control unit 113 of the source device 110 determines whether or not the cable 200 is compatible with the new HDMI by confirming that the digital signal notified from the sink device 120 matches the digital signal transmitted by itself. . That is, the control unit 113 determines that the cable 200 is compatible with the new HDMI when the received digital signal matches the transmitted digital signal.
  • the cable 200 is the current HDMI cable
  • the pair of signal lines connected to the pin 2 and the pin 5 are not shielded twisted pair wires.
  • the fact that the cable 200 is compatible with the current HDMI is used as “a high-speed test signal cannot be transmitted”.
  • the interference can be used. This interference makes high-speed test signals more difficult to transmit.
  • the cable 200 when the cable 200 is a new HDMI cable, the pair of signal lines connected to the pins 2 and 5 are shielded twisted pair wires. For this reason, the determination that the cable 200 is compatible with the new HDMI cable uses “high-speed test signal can be transmitted”. At this time, even if a signal unrelated to the pin 2 is applied to the pin 1 or the pin 3, they are shielded independently, and the applied signal and the pin 2 do not interfere with each other. And does not affect the transmission of the test signal.
  • the test signal is, for example, the fastest data that can be output by the source device 110 and random data that is long enough to evaluate 10 ⁇ 9 guaranteed by HDMI as the bit error rate. Since the sink device 120 has a built-in frame buffer memory for normal video reproduction, a memory dedicated for this transmission test may not be necessary.
  • control unit 113 determines that the cable 200 is compatible with the new HDMI only when the received digital signal matches the transmitted digital signal.
  • the control unit 113 performs a similar test by reducing the data transfer rate, and repeats the above determination process until they match, thereby determining the cable performance and determining that it is compatible with the new HDMI. You may make it perform the transmission which can be performed within the transmission speed. In this case, the current HDMI cable may be determined to be compatible with the new HDMI.
  • pins 2 and 5 are used.
  • the pins 8 and 11 having the same relationship as these pins between the current HDMI cable and the new HDMI cable may be used. That is, the pair of signal lines connected to the pins 8 and 11 in the current HDMI cable does not constitute a differential signal transmission path, but the pair of signal lines connected to the pins 8 and 11 in the new HDMI cable. Constitutes a differential signal transmission path (see FIGS. 6A and 6B).
  • the sink device 120 that has received the digital signal (test signal) sent from the source device 110 to the sink device is notified to the source device 110, and the source device 110 determines whether it is correct or not. showed that.
  • the sink device 120 may determine whether the received digital signal is correct or not, and may notify the source device 110 only through the result through a line such as CEC, or may send the information to its own E-EDID. You may add.
  • FIG. 20 schematically shows the structure of an existing HDMI connector (plug, receptacle).
  • FIG. 20A is a longitudinal sectional view showing a state in which the plug 250 connected to the end of the cable 200 and the receptacle 150 included in the source device (transmitting device) 110 or the sink device (receiving device) 120 are connected.
  • FIG. FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 20A, that is, a cross-sectional view of the plug 250.
  • the plug 250 has a dielectric 251, a signal electrode pin 252, and a shell 253.
  • the dielectric 251 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of signal electrode pins 252 extending in a first direction (left-right direction in FIG. 20A) which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are arranged.
  • the plurality of signal electrode pins 252 have a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIGS. 20A and 20B) orthogonal to the first direction. ) Are arranged separately.
  • the plurality of signal electrode pins 252 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left-right direction in FIG. 20B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 252 protrude from the dielectric 251 with a predetermined length on the connection end side with the receptacle 150.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) are bent downward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150 described later.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage) are bent upward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150 described later.
  • the outer periphery of the dielectric 251 is covered with a rectangular tube-like shell 253 that is open in the first direction (left-right direction in FIG. 20A).
  • the shell 253 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 253 constitutes a ground conductor.
  • the shell 253 is extended from the end of the dielectric 251 on the connection end side with the receptacle 150, and the protruding portion of the signal electrode pin 252 from the dielectric 251 is covered by this extension.
  • the receptacle 150 includes a dielectric 151, a signal electrode pin 152, and a shell 153.
  • the receptacle 150 basically has the same structure as the plug 250 described above. That is, the dielectric 151 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of signal electrode pins 152 extending in a first direction (a left-right direction in FIG. 20A) which is a predetermined axial direction of a rectangular parallelepiped are arranged.
  • the plurality of signal electrode pins 152 are divided into a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIG. 20A) orthogonal to the first direction. Has been placed.
  • the plurality of signal electrode pins 152 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left-right direction in FIG. 20B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 152 protrude with a predetermined length from the dielectric 151 on the connection end side with the plug 250.
  • a protrusion extending in the third direction is formed on the connection end side of the dielectric 151 with the plug 250.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) are attached to the upper surface of the protruding portion of the dielectric 151.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage) are in a state of being stuck to the lower surface of the projecting portion of the dielectric 151.
  • the outer periphery of the dielectric 151 is covered with a rectangular tube-shaped shell 153 that is open in the first direction (left-right direction in FIG. 20A).
  • the shell 153 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 153 constitutes a ground conductor.
  • the shell 153 is extended from the end of the dielectric 151 on the connection end side with the plug 250, and the extended portion covers the protruding portion of the dielectric 151 with the signal electrode pin 152 attached to the upper and lower surfaces. It has been broken.
  • FIG. 22A shows data observation waveforms of TMDS channels # 2 and # 1 on the output side of the plug 250 when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150 and the plug 250 in each of the TMDS channels # 0 to # 2.
  • data2 indicates the data of TMDS channel # 2, and is transmitted using the signal electrode pins of pin numbers 1-3 (see FIGS. 6A and 7A).
  • Data1 indicates the data of TMDS channel # 1, and is transmitted using the signal electrode pins of pin numbers 4-6 (see FIGS. 6A and 7A).
  • each pair of signal electrode pins P1 and P2 is weakened.
  • their arrangement distance is long and the coupling between the pair of signal electrode pins P1 and P2 is very Weakens. Therefore, in each pair of signal electrode pins P1 and P2, the interference between the other signal electrode pins increases electromagnetically, that is, crosstalk from the other signal electrode pins increases, and a high-quality signal is generated. Transmission becomes difficult.
  • FIG. 22B shows the data of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 on the output side of the plug 250 when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150 and the plug 250 in each of the TMDS channels # 0 to # 5.
  • the observed waveform is shown.
  • “data0” indicates the data of TMDS channel # 0 and is transmitted using the signal electrode pins of pin numbers 1 and 3 (see FIGS. 6B and 7B).
  • Data4 indicates data of TMDS channel # 4 and is transmitted using the signal electrode pins of pin numbers 2 and 5 (see FIGS. 6B and 7A).
  • data1 indicates data of TMDS channel # 1, and is transmitted using the signal electrode pins of pin numbers 4 and 6 (see FIGS. 6B and 7B).
  • the data observation waveform of the TMDS channels # 0, # 4, and # 1 is degraded as compared with the data observation waveform shown in FIG. In this case, not only the data “data4” of the TMDS channel # 4 but also the data “data0” and “data1” of the TMDS channels # 0 and # 1 are greatly degraded due to crosstalk from other signal electrode pins. is doing.
  • FIG. 22C shows a crosstalk observation waveform observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4.
  • the data is observed in a state where 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150 and the plug 250 in each of the TMDS channels # 0 to # 3 and # 5.
  • the current HDMI connector (plug, receptacle) structure makes it difficult to transmit (send, receive) high-quality signals when operating with the new HDMI pin arrangement.
  • an example of the improved structure of the HDMI connector (improved structure example 1 to improved structure example 4) will be described.
  • FIG. 23 schematically shows an improved structure example 1 of the HDMI connector (plug, receptacle).
  • FIG. 23A is a longitudinal sectional view showing a state in which a plug 250A connected to the end of the cable 200 and a receptacle 150A provided in the source device (transmitting device) 110 or the sink device (receiving device) 120 are connected.
  • FIG. 23B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 23A, that is, a cross-sectional view of the plug 250A.
  • FIG. 23 portions corresponding to those in FIG.
  • the plug 250 ⁇ / b> A includes a dielectric 251, a signal electrode pin 252, a shell 253, and a ground plane 254.
  • the dielectric 251 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of signal electrode pins 252 extending in a first direction (the left-right direction in FIG. 23A) that is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in the dielectric 251.
  • the plurality of signal electrode pins 252 have a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIGS. 23A and 23B) orthogonal to the first direction. ) Are arranged separately.
  • the plurality of signal electrode pins 252 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left-right direction in FIG. 23B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 252 protrude from the dielectric 251 with a predetermined length on the connection end side with the receptacle 150A.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) are bent downward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150A described later.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage) are bent upward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150A described later.
  • a thin plate-like ground plane 254 is disposed in the dielectric 251.
  • the ground plane 254 is disposed between the plurality of signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) and the plurality of signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage).
  • the ground plane 254 is made of a conductor and is grounded when in use.
  • the ground plane 254 is electrically connected to a shell 253 described later in the above-described third direction (the left-right direction in FIG. 23B).
  • the outer periphery of the dielectric 251 is covered with a rectangular tube-like shell 253 that is open in the first direction (left-right direction in FIG. 23A).
  • the shell 253 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 253 constitutes a ground conductor.
  • the shell 253 is extended from the end portion of the dielectric 251 on the connection end side with the receptacle 150A, and the protruding portion of the signal electrode pin 252 from the dielectric 251 is covered by the extended portion.
  • the receptacle 150A includes a dielectric 151, a signal electrode pin 152, a shell 153, and a ground plane 154.
  • the receptacle 150A basically has the same structure as the plug 250A described above. That is, the dielectric 151 has a rectangular parallelepiped shape. In the dielectric 151, a plurality of signal electrode pins 152 extending in a first direction (left-right direction in FIG. 23A) which is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are arranged.
  • the plurality of signal electrode pins 152 are divided into a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIG. 23A) orthogonal to the first direction. Has been placed.
  • the plurality of signal electrode pins 152 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left-right direction in FIG. 23B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 152 protrude from the dielectric 151 with a predetermined length on the connection end side with the plug 250A.
  • the protruding portion extending in the third direction is formed on the connection end side of the dielectric 151 with the plug 250A.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) are attached to the upper surface of the protruding portion of the dielectric 151.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage) are in a state of being stuck to the lower surface of the projecting portion of the dielectric 151.
  • a thin plate-like ground plane 154 is disposed in the dielectric 151.
  • the ground plane 154 is disposed between the plurality of signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) and the plurality of signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage).
  • the ground plane 154 is made of a conductor and is grounded when in use.
  • the ground plane 154 is electrically connected to a shell 153, which will be described later, in the third direction described above (the left-right direction in FIG. 23B).
  • the outer periphery of the dielectric 151 is covered with a rectangular tube-shaped shell 153 that is open in the first direction (left-right direction in FIG. 23A).
  • the shell 153 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 153 constitutes a ground conductor.
  • the shell 153 is extended from the end of the dielectric 151 on the connection end side with the plug 250A.
  • the extension 151 covers the protruding portion of the dielectric 151 with the signal electrode pin 152 attached to the upper and lower surfaces. It has been broken.
  • ground planes 254 and 154 are arranged in the dielectrics 251 and 151 of the plug 250A and the receptacle 150A. Therefore, in the plug 250A and the receptacle 150A, the first (upper) signal electrode pins 252 and 152 and the second (lower) signal electrode pins 252 and 152 are separated by the ground planes 254 and 154. , Crosstalk between them is reduced. Therefore, compared with the current HDMI connector (plug, receptacle) shown in FIG. 20, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be reduced, and a high-quality signal can be reduced. Transmission is possible.
  • FIG. 27B shows the data of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 on the output side of the plug 250A when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150A and the plug 250A in each of the TMDS channels # 0 to # 5.
  • the observed waveform is shown.
  • FIG. 27A shows the data observation waveforms of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 in the current HDMI connector structure (see FIG. 20), as in FIG. 22B described above. . It can be seen that the waveform observation of the TMDS channels # 0, # 4, and # 1 shown in FIG. 27B is improved in waveform deterioration as compared with the data observation waveform shown in FIG.
  • FIG. 28B shows a crosstalk observation waveform observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4.
  • the data is observed in a state where 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150A and the plug 250A in each of the TMDS channels # 0 to # 3 and # 5.
  • FIG. 28 (a) shows the crosstalk observation observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4 in the current HDMI connector structure (see FIG. 20), as in FIG. 22 (c). The waveform is shown. It can be seen that the level of the crosstalk observation waveform of the TMDS channel # 4 shown in FIG. 28B is smaller than that of the crosstalk observation waveform shown in FIG.
  • FIG. 24 schematically shows an improved structure example 2 of the HDMI connector (plug, receptacle).
  • FIG. 24A is a longitudinal cross-sectional view showing a state where the plug 250B connected to the end of the cable 200 and the receptacle 150B provided in the source device (transmitting device) 110 or the sink device (receiving device) 120 are connected.
  • FIG. FIG. 24B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 24A, that is, a cross-sectional view of the plug 250B. 24, parts corresponding to those in FIG. 23 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
  • the plug 250B has a dielectric 251, a signal electrode pin 252, a shell 253, a ground plane 254, and a via 255 as a connection conductor.
  • a via 255 that electrically connects the ground plane 254 and the shell 253, that is, a plated hole is formed in the dielectric 251.
  • the vias 255 are formed between the signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) and between the signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage).
  • the rest of the plug 250B has the same structure as the plug 250A in the improved structure example 1 shown in FIG.
  • the receptacle 150B includes a dielectric 151, a signal electrode pin 152, a shell 153, a ground plane 154, and a via 155 as a connection conductor.
  • a via 155 that electrically connects the ground plane 154 and the shell 153, that is, a plated hole is formed in the dielectric 151.
  • the vias 155 are formed between the signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) and between the signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage).
  • the rest of the receptacle 150B has the same structure as the receptacle 150A in the improved structure example 1 shown in FIG.
  • ground planes 254 and 154 are arranged in the dielectrics 251 and 151 of the plug 250B and the receptacle 150B. Therefore, in the plug 250B and the receptacle 150B, the first (upper) signal electrode pins 252 and 152 and the second (lower) signal electrode pins 252 and 152 are separated by the ground planes 254 and 154. , Crosstalk between them is reduced.
  • vias 255 and 155 are formed in the dielectrics 251 and 151 of the plug 250B and the receptacle 150B. Therefore, in the plug 250B and the receptacle 150B, crosstalk between the signal electrode pins 252 and 152 at each stage is reduced. Therefore, in this improved structure example 2, in a pair of signal electrode pins that transmit a differential signal, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced compared to the above-described improved structure example 1 shown in FIG. Higher quality signals can be transmitted.
  • FIG. 27 (c) shows data of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 on the output side of the plug 250B when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150B and the plug 250B in each of the TMDS channels # 0 to # 5.
  • the observed waveform is shown.
  • the data observation waveform of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 shown in FIG. 27C is a waveform compared to the data observation waveform shown in FIG. 27B of the above-described improved structure example 1 (see FIG. 23). It can be seen that the deterioration is further improved.
  • FIG. 28C shows a crosstalk observation waveform observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4.
  • the data was observed in a state where 4 Gbps data was transmitted through the receptacle 150B and the plug 250B in each of the TMDS channels # 0 to # 3 and # 5.
  • the crosstalk observation waveform of TMDS channel # 4 shown in FIG. 28 (c) has a smaller level than the crosstalk observation waveform shown in FIG. 28 (b) of the above-described improved structure example 1 (see FIG. 23). You can see that
  • FIG. 25 schematically shows an improved structure example 3 of the HDMI connector (plug, receptacle).
  • FIG. 25A is a longitudinal sectional view showing a state in which the plug 250C connected to the end of the cable 200 and the receptacle 150C included in the source device (transmitting device) 110 or the sink device (receiving device) 120 are connected.
  • FIG. FIG. 25B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 25A, that is, a cross-sectional view of the plug 250C.
  • parts corresponding to those in FIG. 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
  • the plug 250 ⁇ / b> C includes a dielectric 251, a signal electrode pin 252, and a shell 253.
  • the dielectric 251 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of signal electrode pins 252 extending in a first direction (left-right direction in FIG. 25A) that is a predetermined axial direction of the rectangular parallelepiped are disposed in the dielectric body 251.
  • the plurality of signal electrode pins 252 have a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIGS. 25A and 25B) perpendicular to the first direction. ) Are arranged separately.
  • the plurality of signal electrode pins 252 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left and right direction in FIG. 25B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 252 protrude from the dielectric 251 with a predetermined length on the connection end side with the receptacle 150C.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) are bent downward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150C described later.
  • the plurality of signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage) are bent upward at a predetermined angle for contact connection with corresponding signal electrode pins of the receptacle 150C described later.
  • the outer periphery of the dielectric 251 is covered with a rectangular tube-like shell 253 that is open in the first direction (left-right direction in FIG. 25A).
  • the shell 253 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 253 constitutes a ground conductor.
  • the shell 253 is extended from the end of the dielectric 251 on the connection end side with the receptacle 150C, and the protruding portion of the signal electrode pin 252 from the dielectric 251 is covered by this extension.
  • each signal electrode pin 252 in the first stage (upper stage) and each signal electrode pin 252 in the second stage (lower stage) are compared with the shell 253 in comparison with the structure of the current HDMI connector shown in FIG. It is close to.
  • each signal electrode pin 252 is coupled to the shell 253, and a differential signal is transmitted in a single end. That is, since the electromagnetic field of the propagating signal is coupled so as to be distributed between each of the signal electrode pins 252 and the shell 253, each of the signal electrode pins 252 is disposed close to the shell 253, and the differential signal is a single signal. Transmitted at the end.
  • a thick portion is formed in a shell 253 described later along the bending angle of the protruding portion as shown in the figure.
  • the structure is made close to the shell 253.
  • the receptacle 150C includes a dielectric 151, a signal electrode pin 152, and a shell 153.
  • the receptacle 150C basically has the same structure as the plug 250C described above. That is, the dielectric 151 has a rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of signal electrode pins 152 extending in a first direction (a left-right direction in FIG. 25A) which is a predetermined axial direction of a rectangular parallelepiped are arranged.
  • the plurality of signal electrode pins 152 are divided into a first stage (upper stage) and a second stage (lower stage) in a second direction (vertical direction in FIG. 25A) orthogonal to the first direction. Has been placed.
  • the plurality of signal electrode pins 152 at each stage are arranged at a predetermined interval in a third direction (left-right direction in FIG. 25B) orthogonal to the first direction and the second direction.
  • the plurality of signal electrode pins 152 protrude from the dielectric 151 with a predetermined length on the connection end side with the plug 250C.
  • the protruding portion extending in the third direction is formed on the connection end side of the dielectric 151 with the plug 250C.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) are attached to the upper surface of the protruding portion of the dielectric 151.
  • the plurality of signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage) are in a state of being stuck to the lower surface of the projecting portion of the dielectric 151.
  • the outer periphery of the dielectric 151 is covered with a rectangular tube-shaped shell 153 that is open in the first direction (the left-right direction in FIG. 25A).
  • the shell 153 is made of a conductor and is grounded when used. That is, the shell 153 constitutes a ground conductor.
  • the shell 153 is extended from the end of the dielectric 151 on the connection end side with the plug 250C, and the extended portion covers the protruding portion of the dielectric 151 with the signal electrode pin 152 attached to the upper and lower surfaces. It has been broken.
  • the shell 153 is formed thicker than the current HDMI connector structure shown in FIG. 20 except for the insertion portion of the plug 250C. Thereby, the distance between each signal electrode pin 152 in the first stage (upper stage) and each signal electrode pin 152 in the second stage (lower stage) and the shell 153 is shortened. Therefore, each signal electrode pin 152 is coupled to the shell 153, and a differential signal is transmitted in a single end. That is, in order to couple the electromagnetic field of the propagating signal so as to be distributed between each of the signal electrode pins 152 and the shell 153, each of the signal electrode pins 152 is disposed close to the shell 153, and the differential signal is a single signal. Transmitted at the end.
  • the plug 250C and the signal electrode pins 252 and 152 of the receptacle 150C are coupled to the shells 253 and 153, respectively, and a differential signal is transmitted in a single end. Therefore, even if the pair of signal electrode pins P1 and P2 that transmit differential signals are not coupled or have no corresponding shield signal electrode pin, the other signal electrode pins Crosstalk can be reduced, and high-quality signal transmission is possible.
  • each of the pair of signal electrode pins P1 and P2 for transmitting a differential signal is coupled to the shell. Therefore, in each pair of signal electrode pins P1 and P2, the interference between the other signal electrode pins in terms of electromagnetic field is greatly reduced, that is, the crosstalk from the other signal electrode pins is greatly reduced. A quality signal can be transmitted.
  • FIG. 27D shows data of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 on the output side of the plug 250C when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150C and the plug 250C in each of the TMDS channels # 0 to # 5.
  • the observed waveform is shown.
  • the data observation waveform of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 shown in FIG. 27 (d) is significantly deteriorated compared with the data observation waveform of the current HDMI connector structure shown in FIG. 27 (a). You can see that it has improved.
  • FIG. 28 (d) shows a crosstalk observation waveform observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4.
  • the data is observed in a state where 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150C and the plug 250C in each of the TMDS channels # 0 to # 3 and # 5.
  • the level of the crosstalk observation waveform of TMDS channel # 4 shown in FIG. 28 (d) is significantly smaller than the crosstalk observation waveform of the current HDMI connector structure shown in FIG. 28 (a). I understand that.
  • FIG. 26 schematically shows an improved structure example 4 of the HDMI connector (plug, receptacle).
  • FIG. 26A is a longitudinal sectional view showing a state in which the plug 250D connected to the end of the cable 200 and the receptacle 150D provided in the source device (transmitting device) 110 or the sink device (receiving device) 120 are connected.
  • FIG. FIG. 26B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 26A, that is, a cross-sectional view of the plug 250D.
  • parts corresponding to those in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
  • the plug 250D has a dielectric 251, a signal electrode pin 252, a shell 253, a ground plane 254, and a via 255.
  • a thin plate-like ground plane 254 is disposed in the dielectric 251.
  • the ground plane 254 is disposed between the plurality of signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) and the plurality of signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage).
  • the ground plane 254 is made of a conductor and is grounded when in use.
  • the ground plane 254 is electrically connected to the shell 253 in the third direction described above (the left-right direction in FIG. 26B).
  • a via 255 that electrically connects the ground plane 254 and the shell 253, that is, a plated hole is formed in the dielectric 251.
  • the vias 255 are formed between the signal electrode pins 252 in the first stage (upper stage) and between the signal electrode pins 252 in the second stage (lower stage).
  • the rest of the plug 250D has the same structure as the plug 250C in the improved structure example 3 shown in FIG.
  • the receptacle 150D includes a dielectric 151, a signal electrode pin 152, a shell 153, a ground plane 154, and a via 155.
  • a thin plate-like ground plane 154 is disposed in a dielectric 151.
  • the ground plane 154 is disposed between the plurality of signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) and the plurality of signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage).
  • the ground plane 154 is made of a conductor and is grounded when in use.
  • the ground plane 154 is electrically connected to the shell 153 in the third direction described above (the left-right direction in FIG. 26B).
  • a via 155 that electrically connects the ground plane 154 and the shell 153, that is, a plated hole is formed in the dielectric 151.
  • the vias 155 are formed between the signal electrode pins 152 in the first stage (upper stage) and between the signal electrode pins 152 in the second stage (lower stage).
  • the rest of the receptacle 150D has the same structure as the receptacle 150C in the improved structure example 3 shown in FIG.
  • the signal electrode pins 252 and 152 of the plug 250D and the receptacle 150D are coupled to the shells 253 and 153, respectively. Signals are transmitted single-ended. Therefore, even if the pair of signal electrode pins P1 and P2 for transmitting a differential signal is not coupled or does not have a corresponding signal electrode pin for shielding, Crosstalk from signal electrode pins can be reduced.
  • the ground planes 254 and 154 are arranged in the dielectrics 251 and 151 of the plug 250D and the receptacle 150D. Therefore, in the plug 250D and the receptacle 150D, the first (upper) signal electrode pins 252 and 152 and the second (lower) signal electrode pins 252 and 152 are separated by the ground planes 254 and 154. , Crosstalk between them is reduced.
  • vias 255 and 155 are formed in the dielectrics 251 and 151 of the plug 250D and the receptacle 150D. Therefore, in the plug 250D and the receptacle 150D, crosstalk between the signal electrode pins 252 and 152 at each stage is reduced. Therefore, in this improved structure example 4, in a pair of signal electrode pins that transmit differential signals, crosstalk from other signal electrode pins can be further reduced as compared with the above-described improved structure example 3 shown in FIG. Higher quality signals can be transmitted.
  • FIG. 27E shows data of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 on the output side of the plug 250B when 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150D and the plug 250D in each of the TMDS channels # 0 to # 5.
  • the observed waveform is shown.
  • the data observation waveform of TMDS channels # 0, # 4, and # 1 shown in FIG. 27 (e) is a waveform compared to the data observation waveform shown in FIG. 27 (d) of the above-described improved structure example 3 (see FIG. 25). It can be seen that the deterioration is further improved.
  • FIG. 28 (e) shows a crosstalk observation waveform observed at the pair of signal electrode pins P1 and P2 of the TMDS channel # 4.
  • the data is observed in a state where 4 Gbps data is transmitted through the receptacle 150D and the plug 250D in each of the TMDS channels # 0 to # 3 and # 5.
  • the level of the crosstalk observation waveform of TMDS channel # 4 shown in FIG. 28 (e) is smaller than that of the crosstalk observation waveform shown in FIG. 28 (d) of the above-described improved structure example 3 (see FIG. 25). You can see that
  • the ground planes 254 and 154 and the shells 253 and 153 are electrically connected by the vias 255 and 155. Connected to. Therefore, compared with the improved structural examples 1 and 3 shown in FIGS. 23 and 25, the return path of the in-phase component can be significantly shortened, and a large mismatch with respect to the differential signal can be prevented.
  • FIG. 29A shows a case where a via is not formed as in the improved structure examples 1 and 3 shown in FIGS.
  • the return path of the in-phase component for the differential signal (D +, D ⁇ ) is a detour path along the shell as shown in the figure, the mismatch between the differential signal (D +, D ⁇ ) Become.
  • FIG. 29B shows a case where vias are formed as in the improved structural examples 2 and 4 shown in FIGS.
  • the return path of the in-phase component for the differential signal (D +, D ⁇ ) is a shortened path that passes through the via and the ground plane, as shown.
  • FIG. 30 (a) is a longitudinal sectional view showing a state in which the plug 250D and the receptacle 150D are connected, as in FIG. 26 (a).
  • FIG. 31 (a) is a cross-sectional view of the plug 250D, as in FIG. 26 (b).
  • the connector (plug 250D, receptacle 150D) of the modified structural example 4 is divided into four types of parts 1 to 4 as shown in FIGS. It has a structure. That is, the inside of the shell is manufactured by combining these parts 1 to 4.
  • the component 1 is a conductor (GND conductor) that connects the shell and the electrode of the component 4 as shown in FIGS. 32 and 33.
  • the component 2 is a dielectric having a hole for inserting the component 1 and the component 3 as shown in FIGS.
  • the component 3 is a signal electrode pin as shown in FIGS. 32 and 33.
  • the component 4 is a multilayer substrate for connecting upper and lower shells via the component 1 as shown in FIGS. 32 and 33.
  • the connector (plug 250D, receptacle 150D) can be easily manufactured by dividing the inside of the shell into four types of components 1 to 4 and combining them.
  • the data transmission unit 112 of the source device 110 has an operation mode of the new HDMI mode in addition to the operation mode of the current HDMI.
  • the differential signal channel for transmitting digital signals such as video data is 3 channels in the current HDMI, but 6 channels in the new HDMI. Therefore, signal transmission at a high data rate becomes possible by using the new HDMI.
  • the sink device 120 and the cable 200 do not support the new HDMI, the backward compatibility is ensured by using the current HDMI (conventional HDMI).
  • the plug shape of the new HDMI cable is the same as the plug shape of the current HDMI cable (conventional HDMI cable).
  • the shape of the plug of the new HDMI cable is made different from the shape of the plug of the current HDMI cable so that when one of the source device and the sink device does not support the new HDMI, they are not connected with the new HDMI cable. You can also.
  • FIG. 34 (a) shows the shape of the plug of the current HDMI cable
  • FIG. 34 (b) shows the shape of the receptacle of the source device or sink device that supports only the current HDMI.
  • FIG. 34C shows the shape of the plug of the new HDMI cable
  • FIG. 34D shows an example of the shape of the receptacle of the source device or sink device corresponding to the new HDMI.
  • FIG. 35A is a perspective view of the plug of the current HDMI cable
  • FIG. 35B is a perspective view of the plug of the new HDMI cable.
  • the plug of the new HDMI cable has a convex portion (indicated by an arrow P).
  • the receptacle of the source device or sink device compatible with the new HDMI is provided with a concave portion (indicated by an arrow Q) corresponding to the convex portion of the plug.
  • the shape of the receptacle of the source device or sink device corresponding to the new HDMI matches the shape of the plug of the new HDMI cable, and includes the shape of the plug of the current HDMI cable.
  • the new HDMI cable can be used as a receptacle of the source device or sink device compatible with the new HDMI. Can connect.
  • the new HDMI cable cannot be connected to a receptacle of a source device or a sink device that supports only the current HDMI.
  • the new HDMI cable when one of the source device and the sink device does not support the new HDMI, they are not connected by the new HDMI cable. In other words, only when both the source device and the sink device are compatible with the new HDMI, these connections can be made with the new HDMI cable.
  • the shape of the receptacle of the source device or sink device that also supports the new HDMI matches the shape of the plug of the new HDMI cable, and includes the shape of the plug of the current HDMI cable. Therefore, the current HDMI cable can be connected not only to a receptacle of a source device and a sink device compatible only with the current HDMI, but also to a receptacle of a source device and a sink device compatible with the new HDMI.
  • the new HDMI has six differential signal channels.
  • the number of differential signal channels for transmitting digital signals such as video data is not limited to 6 channels, and 4 channels, 5 channels, 7 channels, and the like are also conceivable.
  • the number of differential signal channels for transmitting digital signals such as video data is set to 5 channels, and the clock frequency is increased to about 1.2 times to obtain a data transfer rate equivalent to that of 6 channels. It becomes possible.
  • the present invention is applied to an AV system in which a source device and a sink device are connected by a digital interface of the HDMI standard.
  • the present invention can be similarly applied to AV systems connected by other similar digital interfaces.
  • the present invention can be applied to, for example, an AV system in which a source device and a sink device are connected via a digital interface.

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Abstract

【課題】シールドに割り当てられたピンをデータペアとして使う新HDMIインタフェースにおいて、現行のHDMIコネクタとの互換性を保ちつつ、高品質な信号の伝送を可能にするコネクタを提供する。【解決手段】信号電極ピン(252,152)のそれぞれを、シェル(接地導体)(253,153)に結合するようにこのシェルに近づけて配置し、 信号はシングルエンドで伝送される。誘電体(251,151)内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーン(254,154)を配置する。また、誘電体(251,151)内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンとシェルとを電気的に接続する接続導体(255,155)を配置する。差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号伝送が可能となる。

Description

コネクタ、ケーブル、送信装置、受信装置およびコネクタの製造方法
 この発明は、コネクタ、ケーブル、送信装置、受信装置およびコネクタの製造方法に関し、特に、ビデオなどのデジタル信号を所定チャネル数の差動信号により伝送する際に使用されるコネクタ等に関する。
 近年、CE(Consumer Electronics)機器をつなぐ、デジタルインタフェースとして、HDMI(High Definition Multimedia Interface)が幅広く用いられており、業界でのデファクトスタンダードとなっている。例えば、非特許文献1には、HDMI規格についての記載がある。このHDMI規格においては、3データ差動ラインペア(TMDS Channel 0/1/2)を用いて、デジタル信号としてビデオ、オーディオ、コントロールの各信号の伝送を行っている。
High-Definition Multimedia Interface Specification Version 1.4,June5 2009
 現在、このデジタル信号の伝送速度としてHDMI規格上で決められている値は、最大でもおよそ10.2Gbpsとなっている。高品質3D(3 dimension)のビデオ信号や、今後の4k2k(QFHD)やさらなる高画質コンテンツのビデオ信号に対応することを考えると、HDMIでも15Gbps、20Gbpsといった現在の規格上での最高値以上への拡張が、今後求められる状況にある。
 ここで、HDMIコネクタ内の現行の差動ラインペアで使われているシールドに新たにデータペアを割り当ててデータレーンのペア数を増やすことによって、既存のHDMIとの互換性を保ったまま、伝送帯域を拡張することが可能である。
 ところが、現行のHDMIコネクタの構造のままであるとシールドによる差動ペアの連結の状態が悪化し、新たに割り当てられたデータレーンの伝送品質が保てないだけでなく、近接レーンへの混信も発生してしまい、従来の信号品質を保つことができない。
 この発明の目的は、例えば、現行HDMIにて使用されている3データペア以外に、現行HDMIで用いられている各データペアに設けられたシールドに割り当てられたピンをデータペアとして使う新HDMIインタフェースにおいて、現行のHDMIコネクタとの互換性を保ちつつ、高品質な信号の伝送を可能にするコネクタ等を提供することにある。
 この発明の概念は、
 直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなるコネクタであって、
 上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
 コネクタにある。
 この発明において、信号電極ピンのそれぞれは接地導体に結合するように、この接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピンのそれぞれと接地導体との間に分布するように結合させるため、信号電極ピンのそれぞれは接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 なお、この発明において、例えば、所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、各段の複数の信号電極ピンは、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される、ようにしてもよい。
 この場合、誘電体内の、第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、誘電体内の、各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビア(via)が配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークをさらに削減でき、より高品質な信号の伝送が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなるコネクタであって、
 上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
 各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
 上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
 コネクタにある。
 この発明において、誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 送信装置から受信装置に所定チャネル数の差動信号によりデジタル信号を送信し、端部にプラグを備えてなるケーブルであって、
 上記プラグは、直方体状の誘電体内に、上記所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、 上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
 ケーブルにある。
 この発明において、プラグの信号電極ピンのそれぞれは接地導体に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピンのそれぞれと接地導体との間に分布するように結合させるため、プラグの信号電極ピンのそれぞれは接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 なお、この発明において、例えば、所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、各段の複数の信号電極ピンは、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に該誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される、ようにしてもよい。
 この場合、プラグの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、プラグの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークをさらに削減でき、より高品質な信号の伝送が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 送信装置から受信装置に所定チャネル数の差動信号によりデジタル信号を送信し、端部にプラグを備えてなるケーブルであって、
 上記プラグは、直方体状の誘電体内に、上記所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
 各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
 上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
 ケーブルにある。
 この発明において、プラグの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、プラグの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 外部機器に、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を送信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号送信部と、
 上記外部機器および上記ケーブルが上記第2の動作モードに対応しているか否かを判断する動作モード判断部と、
 上記動作モード判断部の判断に基づいて、上記デジタル信号送信部の動作を制御する動作制御部と、
 上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
 上記デジタル信号送信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を送信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
 上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
 送信装置にある。
 この発明において、レセプタクルの信号電極ピンのそれぞれは接地導体に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピンのそれぞれと接地導体との間に分布するように結合させるため、信号電極ピンのそれぞれは接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送(送信)が可能となる。
 なお、この発明において、例えば、複数の信号電極ピンは、第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、各段の複数の信号電極ピンは、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に該誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される、ようにしてもよい。
 この場合、レセプタクルの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、レセプタクルの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークをさらに削減でき、より高品質な信号の伝送(送信)が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 外部機器に、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を送信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号送信部と、
 上記外部機器および上記ケーブルが上記第2の動作モードに対応しているか否かを判断する動作モード判断部と、
 上記動作モード判断部の判断に基づいて、上記デジタル信号送信部の動作を制御する動作制御部と、
 上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
 上記デジタル信号送信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を送信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
 上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
 各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
 上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
 送信装置にある。
 この発明において、レセプタクルの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、レセプタクルの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送(送信)が可能となる。
 また、この発明の他の概念は、
 外部機器から、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を受信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号受信部と、
 上記外部機器から、上記第1の動作モードおよび上記第2の動作モードのいずれを選択すべきかを示す動作モード情報を受信する情報受信部と、
 上記情報受信部で受信された動作モード情報に基づいて、上記デジタル信号受信部の動作を制御する動作制御部と、
 上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
 上記デジタル信号受信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を受信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
 上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
 受信装置にある。
 この発明において、レセプタクルの信号電極ピンのそれぞれは接地導体に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピンのそれぞれと接地導体との間に分布するように結合させるため、信号電極ピンのそれぞれは接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送(受信)が可能となる。
 なお、この発明において、例えば、複数の信号電極ピンは、第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、各段の複数の信号電極ピンは、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に該誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される、ようにしてもよい。
 この場合、レセプタクルの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、レセプタクルの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークをさらに削減でき、より高品質な信号の伝送(受信)が可能となる。
 この発明の他の概念は、
 外部機器から、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を受信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号受信部と、
 上記外部機器から、上記第1の動作モードおよび上記第2の動作モードのいずれを選択すべきかを示す動作モード情報を受信する情報受信部と、
 上記情報受信部で受信された動作モード情報に基づいて、上記デジタル信号受信部の動作を制御する動作制御部と、
 上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
 上記デジタル信号受信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を受信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
 上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
 各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
 上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
 受信装置にある。
 この場合、レセプタクルの誘電体内の第1の段の複数の信号電極ピンと第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されているため、第1の段の信号電極ピンと第2の段の信号電極ピンとの間でのクロストークが削減される。また、レセプタクルの誘電体内の各段の各信号電極ピンの間に接地プレーンと接地導体とを電気的に接続する接続導体、例えばビアが配置されるため、各段の信号電極ピンの間でのクロストークが削減される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークをさらに削減でき、より高品質な信号の伝送(受信)が可能となる。
 この発明の他の概念は、
 直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
 上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送され、
 上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
 各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
 上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置されるコネクタの製造方法であって、
 上記接地導体の内部を、複数の部品を組み合わせることで製造する
 コネクタの製造方法にある。
 この発明においては、接地導体の内部が複数の部品を組み合わせることで製造される。例えば、複数の部品は、接地プレーンを有する多層基板と、接続導体を構成し、多層基板の接地プレーンを上記接地導体に接続するための導体(GND導体)と、信号電極ピンと、信号電極ピンと導体(GND導体)を挿入するための穴を有し、多層基板と接地導体との間に配される誘電体である。このような製造方法により、コネクタの製造を簡単に行うことができる。
 この発明によれば、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
この発明の実施の形態としてのAVシステムの構成例を示すブロック図である。 ソース機器、HDMIケーブルおよびシンク機器の組み合わせ例を示す図である。 ソース機器のデータ送信部とシンク機器のデータ受信部の構成例(現行HDMIの動作モード時)を示す図である。 ソース機器のデータ送信部とシンク機器のデータ受信部の構成例(新HDMIの動作モード時)を示す図である。 TMDS伝送データの構造例を示す図である。 現行HDMI(Type A)および新HDMIのピンアサイメントを比較して示す図である。 現行HDMIおよび新HDMIのソース機器、シンク機器のレセプタクルのピン配置を示す図である。 現行HDMIケーブルの構造例を示す図である。 新HDMIケーブルの構造例を示す図である。 新HDMIケーブルの他の構造例を示す図である。 ソース機器の制御部の動作モード制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。 ソース機器の制御部の制御により表示部(ディスプレイ)に表示されるUI画面の一例を示す図である。 ソース機器の制御部の動作モード制御の処理手順の他の例を示すフローチャートである。 EDID上に新たに定義されるフラグ情報の例を示す図である。 制御部におけるケーブルが新HDMIに対応しているか否かの判断の方法を説明するための図であって、新HDMIケーブルのプラグにLSIが内蔵されていることを示す図である。 制御部におけるケーブルが新HDMIに対応しているか否かの判断の方法を説明するための図であって、新HDMIケーブル内LSIのEDIDデータ書換え回路の一例を示す図である。 制御部におけるケーブルが新HDMIに対応しているか否かの判断の方法を説明するための図であって、新HDMIケーブルのプラグにRFタグチップ(LSI)が内蔵されていることを示す図である。 制御部におけるケーブルが新HDMIに対応しているか否かの判断の方法を説明するための図であって、ケーブルの電気的特性の測定を行うことで、ケーブルが新HDMIに対応しているか否かを判断することを説明するための図である。 ケーブルの電気的特性の測定を行うことで、ケーブルが新HDMIに対応しているか否かを判断することを説明するための図である。 現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の構造を概略的に示す図である。 差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2の結合関係を説明するための図である。 現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)において、現行HDMIのピン配置および新HDMIのピン配置で動作する場合のデータ観測波形などを示す図である。 HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例1を概略的に示す図である。 HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例2を概略的に示す図である。 HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例3を概略的に示す図である。 HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例4を概略的に示す図である。 現行のHDMIコネクタおよび改良構造例1~4のコネクタのデータ観測波形を比較して示す図である。 現行のHDMIコネクタおよび改良構造例1~4のコネクタのクロストーク観測波形を比較して示す図である。 ビアが形成されていない場合およびビアが形成されている場合の差動信号(D+,D-)に対する同相成分のリターン経路を説明するための図である。 改造構造コネクタの製造方法を説明するための図である。 改造構造コネクタの製造方法を説明するための図である。 改造構造コネクタの製造方法を説明するための図である。 改造構造コネクタの製造方法を説明するための図である。 新HDMIのケーブルプラグ、レセプタクルの形状の他の例を説明するための図である。 現行HDMIケーブルと新HDMIケーブルのプラグの斜視図である。
 以下、発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」とする)について説明する。なお、説明を以下の順序で行う。
 1.実施の形態
 2.変形例
 <1.実施の形態>
 [AVシステムの構成例]
 図1は、実施の形態としてのAV(Audio and Visual)システム100の構成例を示している。このAVシステム100は、ソース機器110とシンク機器120とが接続されて構成されている。ソース機器110は、例えば、ゲーム機、ディスクプレーヤ、セットトップボックス、デジタルカメラ、携帯電話などのAVソースである。シンク機器120は、例えば、テレビ受信機、プロジェクタ等である。
 ソース機器110およびシンク機器120は、ケーブル200を介して接続されている。ソース機器110には、データ送信部112が接続された、コネクタを構成するレセプタクル111が設けられている。シンク機器120には、データ受信部122が接続された、コネクタを構成するレセプタクル121が設けられている。
 また、ケーブル200の一端にはコネクタを構成するプラグ201が設けられ、その他端にはコネクタを構成するプラグ202が設けられている。ケーブル200の一端のプラグ201はソース機器110のレセプタクル111に接続され、このケーブル200の他端のプラグ202はシンク機器120のレセプタクル121に接続されている。
 ソース機器110は、制御部113を有している。この制御部113は、ソース機器110の全体を制御する。この実施の形態において、ソース機器110のデータ送信部112は、現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応している。制御部113は、ケーブル200が新HDMIに対応し、かつシンク機器120が新HDMIに対応していると判断する場合、データ送信部112を新HDMIの動作モードで動作するように制御する。一方、制御部113は、少なくとも、シンク機器120が現行HDMIにのみ対応していると判断する場合、あるいはケーブル200が現行HDMIに対応していると判断する場合、データ送信部112を現行HDMIの動作モードで動作するように制御する。
 シンク機器120は、制御部123を有している。この制御部123は、シンク機器120の全体を制御する。この実施の形態において、シンク機器120のデータ受信部122は、現行HDMIにのみ、あるいは現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応している。データ受信部122が現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応している場合、制御部123は、このデータ受信部122を、ソース機器110のデータ送信部112と同じ動作モードで動作するように制御する。この場合、制御部123は、ソース機器110からCECなどのラインを通じて送られる動作モードの判断結果に基づいて、データ受信部122の動作モードを制御する。ケーブル200は、現行HDMI、あるいは新HDMIに対応している。
 図1に示すAVシステム100において、図2(a)に示すように、ケーブル200が新HDMIに対応し、また、シンク機器120が現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応しているとき、新HDMIでのデータ伝送が行われる。この際、ソース機器110のデータ送信部112およびシンク機器120のデータ受信部122は、新HDMIの動作モードで動作するように制御される。
 また、図1に示すAVシステム100において、図2(b)~(d)に示すように、少なくとも、ケーブル200が現行HDMIに対応しているか、あるいはシンク機器120が現行HDMIにのみ対応しているとき、現行HDMIでのデータ伝送が行われる。この際、ソース機器110のデータ送信部112は、現行HDMIの動作モードで動作するように制御される。また、現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応しているシンク機器120のデータ受信部122は、現行HDMIの動作モードで動作するように制御される。なお、図2(b)の場合には、データ転送レートを低くするなどしてケーブル200が新HDMIのデータ伝送が可能なときには、新HDMIモードでのデータ伝送が行われることがある。
 [データ送信部、データ受信部の構成例]
 図3、図4は、図1のAVシステム100における、ソース機器110のデータ送信部112と、シンク機器120のデータ受信部122の構成例を示している。データ送信部112は、有効画像区間(「アクティブビデオ区間」ともいう)において、非圧縮の1画面分のビデオデータに対応する差動信号を、複数のチャネルで、データ受信部122に一方向に送信する。
 ここで、有効画像区間は、一の垂直同期信号から次の垂直同期信号までの区間から、水平帰線区間及び垂直帰線区間を除いた区間である。また、データ送信部112は、水平帰線区間または垂直帰線区間において、少なくともビデオデータに付随するオーディオデータや制御データ、その他の補助データ等に対応する差動信号を、複数のチャネルで、データ受信部122に一方向に送信する。
 データ受信部122は、アクティブビデオ区間において、複数のチャネルで、データ送信部122から一方向に送信されてくる、ビデオデータに対応する差動信号を受信する。また、このデータ受信部122は、水平帰線区間または垂直帰線区間において、複数のチャネルで、データ送信部112から一方向に送信されてくる、オーディオデータや制御データに対応する差動信号を受信する。
 データ送信部112とデータ受信部122とからなるHDMIシステムの伝送チャネルには、以下のものがある。まず、伝送チャネルとして、差動信号チャネル(TMDSチャネル、TMDSクロックチャネル)がある。ビデオデータ等のデジタル信号を伝送するための差動信号チャネルは、現行HDMIにおいては3チャネルであるが、新HDMIにおいては6チャネルである。
 現行HDMIにおける差動信号チャネルについて説明する。図3に示すように、データ送信部112からデータ受信部122に対して、ビデオデータおよびオーディオデータを、ピクセルクロックに同期して、一方向にシリアル伝送するための伝送チャネルとしての、3つのTMDSチャネル#0~#2がある。また、TMDSクロックを伝送する伝送チャネルとしての、TMDSクロックチャネルがある。
 データ送信部112のHDMIトランスミッタ81は、例えば、非圧縮のビデオデータを対応する差動信号に変換し、3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で、ケーブル200を介して接続されているデータ受信部122に、一方向にシリアル伝送する。また、HDMIトランスミッタ81は、非圧縮のビデオデータに付随するオーディオデータ、必要な制御データその他の補助データ等を、対応する差動信号に変換し、3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で、データ受信部122に、一方向にシリアル伝送する。
 さらに、HDMIトランスミッタ81は、3つのTMDSチャネル#0,#1,#2で送信するビデオデータに同期したTMDSクロックを、TMDSクロックチャネルで、データ送信部122に送信する。ここで、1つのTMDSチャネル#i(i=0,1,2)では、TMDSクロックの1クロックの間に、10ビットのビデオデータが送信される。
 データ受信部122のHDMIレシーバ82は、TMDSチャネル#0,#1,#2で、データ送信部112から一方向に送信されてくる、ビデオデータに対応する差動信号と、オーディオデータや制御データに対応する差動信号を受信する。この場合、データ送信部112からTMDSクロックチャネルで送信されてくるピクセルクロック(TMDSクロック)に同期して受信する。
 次に、新HDMIにおける差動信号チャネルについて説明する。図4に示すように、データ送信部112からデータ受信部122に対して、ビデオデータおよびオーディオデータを、ピクセルクロックに同期して、一方向にシリアル伝送するための伝送チャネルとしての、6つのTMDSチャネル#0~#5がある。なお、この新HDMIでは、TMDSクロックの伝送は省略され、受信側においては受信データからクロックを再生するセルフクロック方式が採用される。
 データ送信部112のHDMIトランスミッタ81は、例えば、非圧縮のビデオデータを対応する差動信号に変換し、6つのTMDSチャネル#0~#5で、ケーブル200を介して接続されているデータ受信部122に、一方向にシリアル伝送する。また、このHDMIトランスミッタ81は、非圧縮のビデオデータに付随するオーディオデータ、必要な制御データその他の補助データ等を、対応する差動信号に変換し、6つのTMDSチャネル#0~#5で、データ受信部122に、一方向にシリアル伝送する。
 データ受信部122のHDMIレシーバ82は、TMDSチャネル#0~#5で、データ送信部112から一方向に送信されてくる、ビデオデータに対応する差動信号と、オーディオデータや制御データに対応する差動信号を受信する。この場合、HDMIレシーバ82は、受信データからピクセルクロックを再生し、そのピクセルクロック(TMDSクロック)に同期して受信する。
 HDMIシステムの伝送チャネルには、上述のTMDSチャネル、TMDSクロックチャネルの他に、DDC(Display Data Channel)やCECラインと呼ばれる伝送チャネルがある。DDCは、ケーブル200に含まれる図示しない2本の信号線からなる。DDCは、データ送信部112が、データ受信部122から、E-EDID(Enhanced Extended Display Identification Data)を読み出すために使用される。
 すなわち、データ受信部122は、HDMIレシーバ82の他に、自身の能力(Configuration/capability)に関する能力情報であるE-EDIDを記憶している、EDID ROM(EEPROM)を有している。データ送信部112は、例えば、制御部113からの要求に応じて、ケーブル200を介して接続されているデータ受信部122から、E-EDIDを、DDCを介して読み出す。
 データ送信部112は、読み出したE-EDIDを制御部113に送る。制御部113は、このE-EDIDを、図示しないフラッシュROMあるいはDRAMに格納する。制御部113は、E-EDIDに基づき、データ受信部122の能力の設定を認識できる。例えば、制御部113は、データ受信部122を有するシンク機器120が、現行HDMIの他に、新HDMIに対応しているか否か等を認識する。CECラインは、ケーブル200に含まれる図示しない1本の信号線からなり、データ送信部112とデータ受信部122との間で、制御用のデータの双方向通信を行うために用いられる。
 また、ケーブル200には、HPD(Hot Plug Detect)と呼ばれるピンに接続されるライン(HPDライン)が含まれている。ソース機器は、このHPDラインを利用して、シンク機器の接続を検出することができる。なお、このHPDラインは双方向通信路を構成するHEAC-ラインとしても使用される。また、ケーブル200には、ソース機器からシンク機器に電源を供給するために用いられる電源ライン(+5V Power Line)が含まれている。さらに、ケーブル200には、ユーティリティラインが含まれている。このユーティリティラインは双方向通信路を構成するHEAC+ラインとしても使用される。
 図5は、TMDS伝送データの構造例を示している。この図5は、TMDSチャネル#0~#2、あるいはTMDSチャネル#0~#5において、横×縦がBピクセル×Aラインの画像データが伝送される場合の、各種の伝送データの区間を示している。HDMIのTMDSチャネルで伝送データが伝送されるビデオフィールド(Video Field)には、伝送データの種類に応じて、3種類の区間が存在する。この3種類の区間は、ビデオデータ区間(Video Data period)、データアイランド区間(Data Islandperiod)、およびコントロール区間(Control period)である。
 ここで、ビデオフィールド区間は、ある垂直同期信号の立ち上がりエッジ(active edge)から次の垂直同期信号の立ち上がりエッジまでの区間である。このビデオフィールド区間は、水平ブランキング期間(horizontal blanking)、垂直ブランキング期間(verticalblanking)、並びに、アクティブビデオ区間(Active Video)に分けられる。このアクティブビデオ区間は、ビデオフィールド区間から、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間を除いた区間であるビデオデータ区間は、アクティブビデオ区間に割り当てられる。このビデオデータ区間では、非圧縮の1画面分の画像データを構成するBピクセル(画素)×Aライン分の有効画素(Active pixel)のデータが伝送される。
 データアイランド区間およびコントロール区間は、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間に割り当てられる。このデータアイランド区間およびコントロール区間では、補助データ(Auxiliary data)が伝送される。すなわち、データアイランド区間は、水平ブランキング期間と垂直ブランキング期間の一部分に割り当てられている。このデータアイランド区間では、補助データのうち、制御に関係しないデータである、例えば、オーディオデータのパケット等が伝送される。コントロール区間は、水平ブランキング期間と垂直ブランキング期間の他の部分に割り当てられている。このコントロール区間では、補助データのうちの、制御に関係するデータである、例えば、垂直同期信号および水平同期信号、制御パケット等が伝送される。
 ここで、レセプタクル111のピンアサイメントを説明する。最初に、現行HDMIのピンアサイメント(タイプA)を説明する。この現行HDMIのピンアサイメントは、第1のピンアサイメントを構成する。図6(a)は、この現行HDMIのピンアサイメントを示している。TMDSチャネル#i(i=0~2)の差動信号であるTMDS Data#i+とTMDS Data#i-は、差動ラインである2本のラインにより伝送される。ピン(ピン番号が7,4,1のピン)はTMDS Data#i+に割り当てられ、ピン(ピン番号が9,6,3のピン)はTMDS Data#i-に割り当てられている。なお、ピン番号が8,5,2のピンは、TMDS Data#i Shield(i=0~2)に割り当てられている。
 TMDSクロックチャネルの差動信号であるTMDS Clock+とTMDS Clock-は差動ラインである2本のラインにより伝送される。ピン番号が10のピンはTMDS Clock+に割り当てられ、ピン番号が12のピンはTMDS Clock-に割り当てられている。なお、ピン番号が11のピンは、TMDS Clock Shieldに割り当てられている。
 また、制御用のデータであるCEC信号は、CECラインにより伝送される。ピン番号が13であるピンは、CEC信号に割り当てられている。また、E-EDID等のSDA(Serial Data)信号は、SDAラインにより伝送される。ピン番号が16であるピンは、SDA信号に割り当てられている。また、SDA信号の送受信時の同期に用いられるクロック信号であるSCL(Serial Clock)信号は、SCLラインにより伝送される。ピン番号が15であるピンは、SCLに割り当てられている。なお、上述のDDCラインは、SDAラインおよびSCLラインにより構成される。
 また、ピン番号が19であるピンは、HPD/HEAC-に割り当てられている。また、ピン番号が14であるピンは、ユーティリティ/HEAC+に割り当てられている。また、ピン番号が17であるピンは、DDC/CEC Ground/HEAC Shieldに割り当てられている。さらに、ピン番号が18であるピンは、電源(+5V Power)に割り当てられている。
 次に、新HDMIのピンアサイメントを説明する。この新HDMIのピンアサイメントは、第2のピンアサイメントを構成する。図6(b)は、この新HDMIのピンアサイメントを示している。TMDSチャネル#i(i=0~5)の差動信号であるTMDS Data#i+とTMDS Data#i-は、差動ラインである2本のラインにより伝送される。ピン(ピン番号が1,4,7,10,2,8のピン)はTMDS Data#i+に割り当てられ、ピン(ピン番号が3,6,9,12,5,11のピン)はTMDS Data#i-に割り当てられている。
 また、制御用のデータであるCEC信号は、CECラインにより伝送される。ピン番号が13であるピンは、CEC信号に割り当てられている。また、E-EDID等のSDA(Serial Data)信号は、SDAラインにより伝送される。ピン番号が16であるピンは、SDA信号に割り当てられている。また、SDA信号の送受信時の同期に用いられるクロック信号であるSCL(Serial Clock)信号は、SCLラインにより伝送される。ピン番号が15であるピンは、SCLに割り当てられている。なお、上述のDDCラインは、SDAラインおよびSCLラインにより構成される。
 また、ピン番号が19であるピンは、HPD/HEAC-に割り当てられている。また、ピン番号が14であるピンは、ユーティリティ/HEAC+に割り当てられている。また、ピン番号が17であるピンは、DDC/CEC Ground/HEAC Shieldに割り当てられている。さらに、ピン番号が18であるピンは、電源(+5V Power)に割り当てられている。
 上述したように、新HDMIピンアサイメント(図6(b)参照)では、現行HDMIピンアサイメント(図6(a)参照)でシールド端子として用いられている端子(ピン番号が2,5,8,11のピン)が、データ端子として用いられている。また、新HDMIピンアサイメントでは、現行HDMIピンアサイメントでクロック信号の差動信号の信号端子として用いられている端子(ピン番号が10,12のピン)が、データ端子として用いられている。
 ソース機器110のデータ送信部112は、現行HDMIの動作モードで動作するとき、図6(a)に示す現行HDMIピンアサイメントを選択し、新HDMIの動作モードで動作するとき、図6(b)に示す新HDMIピンアサイメントを選択する。なお、上述ではソース機器110のレセプタクル111のピンアサイメントを説明した。詳細説明は省略するが、シンク機器120のデータ受信部122が現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応している場合におけるシンク機器120のレセプタクル121のピンアサイメントに関しても同様である。
 図7(a),(b)は、ソース機器110のレセプタクル111のピン配置を示している。図7(a)は現行HDMIのピン配置を示し、図7(b)は新HDMIのピン配置を示している。なお、レセプタクル111のピンアサイメントとして現行HDMIピンアサイメントが選択されるとき、ピン番号が2,5,8,11のピンは、以下の状態とされる。すなわち、ピン番号が2,5,8,11のピンは、ソース機器110及びシンク機器120にて、接地状態とされる。あるいは、ピン番号が2,5,8,11のピンは、シンク機器120にて接地状態、ソース機器110にてハイインピーダンス状態とされる。あるいは、ピン番号が2,5,8,11のピンは、シンク機器120にてハイインピーダンス状態、ソース機器110にて接地状態とされる。なお、詳細説明は省略するが、シンク機器120のデータ受信部122が現行HDMIおよび新HDMIの双方に対応している場合におけるシンク機器120のレセプタクル121のピン配置に関しても同様である。
 図8(a)は、ケーブル200として使用される現行HDMIケーブルの構造例を示している。この現行HDMIケーブルは、3つのデータラインペアがそれぞれ特性を得るためにシールドツイストペア部として構成されている。また、クロックラインペアと、HEAC機能のためにユーティリティおよびHPDのラインペアも、シールドツイストペア部として構成されている。図8(b)は、シールドツイストペア部の構造例を示している。このシールドツイストペア部は、2本の電線3と、ドレイン線4とが、シールド部材5で覆われた構造となっている。なお、電線3は、芯線1が被覆部2により覆われて構成されている。
 現行HDMIケーブルでは、データおよびクロックの各シールドツイストペア部を構成するドレイン線は、このケーブルの端部に取りつけられたプラグのピンに接続されている。この場合、各ドレイン線は、上述したレセプタクル(現行HDMIのピン配置)の各シールド端子(ピン番号が2,5,8,11のシールド用ピン)に対応したピン(端子)に接続されている。これらのシールド端子はソース機器110及びシンク機器120において接地される。これにより、データおよびクロックの各シールドツイストペア部を構成するドレイン線は、プラグがレセプタクル(現行HDMIのピン配置)に接続された状態では接地された状態となる。
 図9は、ケーブル200として使用される新HDMIケーブルの構造例を示している。この新HDMIケーブルは、6つのデータラインペアがそれぞれ特性を得るためにシールドツイストペア部として構成されている。また、HEAC機能のためにユーティリティおよびHPDのラインペアも、シールドツイストペア部として構成されている。
 新HDMIケーブルは、現行HDMIケーブル(図8(a)参照)に比べて、接続すべき個々の銅線の数が増えている。この新HDMIケーブルでは、ケーブルの両端のプラグの専用ピンにて接続されていた各シールドツイストペア部を構成するドレイン線は、プラグの金属製のシェルに接続される。これにより、シールド用ピンが開放され、プラグの必要ピン数の増加が回避され、新HDMIケーブルにおけるプラグは、現行HDMIケーブルのプラグと同様のものとされている。このように、各シールドツイストペア部を構成するドレイン線がプラグの金属製のシェルに接続されるものにあっては、プラグが差し込まれるレセプタクルのシェルが接地レベルと接続されていることにより、差動ペアラインのシールドを確保することができる。
 図10は、ケーブル200として使用される新HDMIケーブルの他の構造例を示している。この新HDMIケーブルは、断面形状を平たくしたことを除き、実質的な構造は、上述の図9に示す新HDMIケーブルと同様である。なお、このように断面形状を平たくすることで、断面積を小さくでき、また、インピーダンス整合を取りやすくなることが知られている。
 [現行HDMIと新HDMIの動作モード制御]
 次に、ソース機器110の制御部113の動作モード制御についてさらに説明する。上述したように、制御部113は、ケーブル200が新HDMIに対応し、かつシンク機器120が新HDMIに対応していると判断する場合、データ送信部112を新HDMIの動作モードに制御する。また、制御部113は、それ以外の場合、データ送信部112を現行HDMIの動作モードに制御する。
 図11のフローチャートは、制御部113の動作モード制御の処理手順を示している。制御部113は、ステップST1において、処理を開始し、その後に、ステップST2の処理に移る。このステップST2において、制御部113は、ソース機器110、つまりデータ送信部112が新HDMIに対応しているか否かを判断する。制御部113は、自身が存在するソース機器110(データ送信部112)の能力情報を予め備えていることから、この判断に関しては容易に行うことができる。なお、この実施の形態において、ソース機器110は新HDMIに対応していることが明らかであるので、制御部113は、このステップST2の判断処理を省略してもよい。
 ソース機器110が新HDMIに対応していると判断するとき、制御部113は、ステップST3において、シンク機器120、つまりデータ受信部113が新HDMIに対応しているか否かを判断する。この判断の詳細については、後述する。シンク機器120が新HDMIに対応していると判断するとき、制御部113は、ステップST4の処理に移る。このステップST4において、制御部113は、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを判断する。この判断の詳細については、後述する。
 ケーブル200が新HDMIに対応していると判断するとき、制御部113は、ステップST5の処理に移る。このステップST5において、制御部113は、データ送信部112が新HDMIの動作モードで動作するように制御する。また、ステップST2、ステップST3、ステップST4で、それぞれ、ソース機器110、シンク機器120、ケーブル200が新HDMIに対応していないと判断するとき、制御部113は、ステップST6の処理に移る。このステップST6において、制御部113は、データ送信部112が現行HDMIの動作モードで動作するように制御する。
 なお、制御部113は、例えば、ステップST3でシンク機器120が新HDMIに対応していると判断したとき、最終的な動作モードの判断結果を、ケーブル200を介して、シンク機器120に送信する。この判断結果の送信は、例えば、ソース機器110からデータ伝送前にインフォフレームなどの制御情報として送られる。シンク機器120においては、このソース機器110からの動作モードの判断結果に基づき、制御部123により、データ受信部122がソース機器110のデータ送信部112と同じ動作モードで動作するように制御される。
 また、制御部113は、ステップST5でデータ送信部112が新HDMIの動作モードで動作するように制御するとき、その旨を示すUI画面を、例えば、図12(a)に示すように、表示部(ディスプレイ)に表示するように制御してもよい。このUI画面により、ユーザは、ソース機器110とシンク機器120とが新HDMIで接続されたことを、容易に把握できる。なお、UI画面が表示される表示部(ディスプレイ)は、ソース機器110に設けられた図示しない表示部(ディスプレイ)、あるいは、シンク機器120に設けられた図示しない表示部(ディスプレイ)である。これは、以下の各UI表示に関しても同様である。
 また、制御部113は、ステップST4でケーブル200が新HDMIに対応していないと判断し、ステップST6の処理に移るとき、その旨を示すUI画面を、例えば、図12(c)に示すように、表示部(ディスプレイ)に表示するように制御してもよい。このUI画面により、ユーザは、ソース機器110とシンク機器120とが新HDMIに対応しているが、ケーブル200だけが新HDMIに対応していないことを容易に認識でき、ケーブル200を新HDMIケーブルに取り替える等の対策を取ることができる。
 また、図11のフローチャートの処理手順では、制御部113は、ステップST4でケーブル200が新HDMIに対応していると判断するとき、直ちに、ステップST5に進み、データ送信部112が新HDMIの動作モードで動作するように制御している。しかし、制御部113は、テップST4でケーブル200が新HDMIに対応していると判断するとき、ユーザに、新HDMIあるいは現行HDMI(従来HDMI)のいずれかを選択させるようにしてもよい。
 その場合、制御部113は、そのためのUI画面を、例えば、図12(b)に示すように、表示部(ディスプレイ)に表示するように制御する。ユーザは、このUI画面に基づいて、新HDMIあるいは現行HDMIのいずれかを選択する。図12(b)は、「新HDMI」が選択されている状態を示している。制御部113は、ユーザの選択に応じて、データ送信部112が新HDMIあるいは現行HDMIの動作モードで動作するように制御する。
 図13のフローチャートは、その場合における制御部113の動作モード制御の処理手順を示している。この図13において、図11と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。制御部113は、ステップST4でケーブル200が新HDMIに対応していると判断するとき、ステップST7の処理に進む。このステップST7において、制御部113は、新HDMIあるいは現行HDMIのいずれかを選択するためのUI画面を表示部(ディスプレイ)に表示するように制御する。このUIの表示はソース機器110が伝送路200を通じてビデオ信号として伝送してもよいし、シンク機器120が自身で表示するよう指示してもよい。
 その後、制御部113は、ステップST8の処理に移る。このステップST8において、ユーザのリモコンなどによる操作を制御部123はCECなどのラインを通じて通知することにより、制御部113は、ユーザが新HDMIあるいは現行HDMIのいずれを選択したかを判断する。ユーザが新HDMIを選択したとき、制御部113は、ステップST5において、データ送信部112が新HDMIの動作モードで動作するように制御する。一方、ユーザが現行HDMIを選択したとき、制御部113は、ステップST6において、データ送信部112が現行HDMI(従来HDMI)の動作モードで動作するように制御する。
 「シンク機器の新HDMIへの対応判断」
 制御部113における、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かの判断の方法について説明する。この判断方法としては、例えば、以下の第1の判断方法および第2の判断方法がある。
 「第1の判断方法」
 制御部113は、シンク機器120からケーブル200のDDCライン(SDAラインおよびSCLライン)を用いて読み出したEDIDに基づいて、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かの判断を行う。EDID自体は、フォーマット上で規定されたデータ構造になっている。このEDIDの所定の場所に、新たに、シンク機器120が新HDMI(新しい伝送)に対応しているか否かを示すフラグ情報が新たに定義されるとする。
 図14は、EDID上に新たに定義されるフラグ情報の例を示している。本来、EDIDは様々なシンク機器120の能力を示すデータ構造体である。図14は、説明の簡単化のために、EDIDの、この発明に関係するバイトのみを示し、最低限に簡素化している。第2ビットに、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かを示す1ビットのフラグ情報“New Rx Sink”が記載されている。また、第1ビットに、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを示す1ビットのフラグ情報“New Cable”が新たに定義される。
 制御部113は、シンク機器122から読み出したEDIDに、上述の1ビットのフラグ情報“New Rx Sink”が存在するとき、シンク機器120が新HDMIに対応していると判断する。すなわち、シンク機器120が現行HDMIにのみ対応している場合、シンク機器122から読み出したEDIDに、上述の1ビットのフラグ情報“New Rx Sink”は存在しない。
 「第2の判断方法」
 制御部113は、シンク機器120との間で、ケーブル200を通じて通信を行うことで、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かの判断を行う。例えば、制御部113は、CECラインを用いて、コマンドベースで、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かを確認する。
 また、例えば、制御部113は、ユーティリティラインおよびHPDラインで構成される双方向通信路(HEAC機能)を用いてシンク機器120との間で通信を行って、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かを確認する。さらに、例えば、制御部113は、伝送が有効になるまでは未使用のライン、例えばユーティリティラインなどを用いて、なんらかの信号のやり取りを行って、シンク機器120が新HDMIに対応しているか否かを確認する。
 「ケーブルの新HDMIへの対応判断」
 次に、制御部113における、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かの判断の方法について説明する。この判断方法には、例えば、以下の第1~第4の判断方法がある。第1~第3の判断方法は、ケーブル200が新HDMIケーブルであるとき、このケーブル200が持つ情報提供機能を用いて行う判断方法である。
 「第1の判断方法」
 この第1の判断方法の場合、図15に示すように、新HDMIケーブルには、例えばプラグに、LSI(Large Scale Integration)が内蔵されている。例えば、ソース機器110から+5Vが供給されている状態で、シンク機器120は、HPDをLに落としている間にCECプロトコルにより、このLSIに、出力を要求する。なお、この場合のシンク機器120は、新HDMIに対応しているシンク機器である。LSIは、シンク機器120からの出力要求に応じて、このLSI内に実装されるレジスタ値(新HDMI対応である旨、および伝送可能なデータ帯域などのケーブル特性データ)を、シンク機器120に、CECプロトコルで報告する。
 シンク機器120は、LSIから報告された情報を自身のEDIDに追記する。シンク機器120は、この追記の後に、HPDをHにすることで、ソース機器110にEDIDの読み出しを指示する。制御部113は、シンク機器120から読み出したEDIDに基づいて、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かの判断を行う。すなわち、制御部113は、ケーブル200が新HDMI対応である旨などの情報が含まれているとき、ケーブル200が新HDMIに対応していると判断する。
 なお、上述では、シンク機器120がCECプロトコルによりLSIに出力を要求するように説明した。しかし、ソース機器110自体が、CECプロトコルによりLSIに出力を要求し、LSIからレジスタ値(新HDMI対応である旨、および伝送可能なデータ帯域などのケーブル特性データ)の報告を直接受けるようにすることも考えられる。
 「第2の判断方法」
 この第2の判断方法の場合にも、図15に示すように、新HDMIケーブルには、例えばプラグに、LSIが内蔵されている。ソース機器110は、例えばHPDがLからHに変化するタイミングで、シンク機器120から、その能力を示すEDIDを読み出して取得する。この場合、EDIDは、SDA/SCLのラインを使い、シンク機器120のEEPROM内に書かれているデータをシリアル伝送することにより、ソース側に通知される。
 LSIは、EDID伝送中に、EDID情報が伝送されるライン、つまりSDA/SCLの信号を観察する。そして、LSIは、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを示すフラグ情報(図14の所定バイトの第1ビット)が伝送される際に、そのビット値を、ケーブル200が新HDMIに対応している状態、つまりフラグが立っている状態に変更する。つまり、シンク機器120のEDIDROM(EEPROM)上のデータは“00000100”であるが、伝送中にケーブル内のLSIがデータを書換え、ソース機器110が受信する際には“00000110”となる。
 制御部113は、シンク機器120から読み出したEDIDに基づいて、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かの判断を行う。すなわち、制御部113は、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを示すフラグ情報(図14の所定バイトの第1ビット)が、新HDMIに対応している状態になっているとき、ケーブル200が新HDMIに対応していると判断する。
 図16は、ケーブル内LSIのEDIDデータ書換え回路の一例を示している。このLSIは、SCLライン上のクロックをカウントするカウンタと、このカウンタのカウント値に基づいて、SDAライン上のデータを書き換えるドライバを有している。
 「第3の判断方法」
 この第3の判断方法の場合、図17に示すように、新HDMIケーブルには、例えばプラグに、新HDMI対応である旨、および伝送可能なデータ帯域などの情報を記憶したRFタグチップ(LSI)が内蔵されている。また、ソース機器110のレセプタクル111に、RFタグ読出しチップ(LSI)が内蔵される。この場合、レセプタクル111のRFタグ読出しチップとプラグのRFタグチップとの間で近距離無線通信が行われ、RFタグチップに記憶されている情報が、RFタグ読出しチップにより読み出される。
 制御部113は、RFタグ読出しチップにより読み出される情報に基づいて、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かの判断を行う。すなわち、制御部113は、RFタグ読出しチップによりケーブル200が新HDMI対応である旨などの情報が読み出されるとき、ケーブル200が新HDMIに対応していると判断する。
 なお、上述では、ソース機器110のレセプタクル111のRFタグ読出しチップとプラグのRFタグチップとの間で近距離無線通信が行われ、RFタグチップに記憶されている情報がソース機器110側で読み出されるように説明した。しかし、例えば、以下の構成とすることも考えられる。すなわち、シンク機器120のレセプタクル121のRFタグ読出しチップとプラグのRFタグチップとの間で近距離無線通信が行われ、RFタグチップに記憶情報がシンク機器120側で読み出され、その情報がその後に、ソース機器110側に提供される。
 「第4の判断方法」
 この第4の判断方法の場合、制御部113は、ケーブル200の電気的特性の測定を行うことで、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを判断する。図18に示すように、ソース機器110の制御部113は、ピン2とピン5に対して測定・検出用のテスト信号(デジタル信号)を発信し、シンク機器120の制御部123がその信号を受信する。なお、現行HDMIケーブルではピン2とピン5に接続される一対の信号線は差動信号の送信路を構成していないが、新HDMIケーブルではピン2とピン5に接続される一対の信号線は差動信号の送信路を構成している(図6(a),(b)参照)。
 シンク機器120の制御部123は、受信したデジタル信号を、他の経路(例えば、SCL/SDAで示されるHDMIのDDCライン、あるいはCECラインやユーティリティラインなど)を通じて、ソース機器110側に通知する。ソース機器110の制御部113は、シンク機器120から通知されたデジタル信号が、自身が送信したデジタル信号との一致を確認することで、ケーブル200が新HDMIに対応しているか否かを判断する。すなわち、制御部113は、受信デジタル信号が送信デジタル信号と一致するとき、ケーブル200は新HDMIに対応していると判断する。
 図19(a)に示すように、ケーブル200が現行HDMIケーブルである場合、ピン2とピン5に接続される一対の信号線は、シールドツイストペア線となっていない。そのため、ケーブル200が現行HDMIに対応しているとの判断には、“高速のテスト信号は伝達することができない”ということが利用される。この際、ピン2と関連するピン1またはピン3に、ピン2とは関係ない信号を印加することにより、その干渉を利用することも可能である。この干渉により、高速のテスト信号はより伝達しがたくなる。
 一方、図19(b)に示すように、ケーブル200が新HDMIケーブルである場合、ピン2とピン5に接続される一対の信号線は、シールドツイストペア線となる。そのため、ケーブル200が新HDMIケーブルに対応しているとの判断には、“高速のテスト信号は伝達することができる”ということが利用される。この際、ピン1またはピン3に、ピン2とは関係ない信号が印加されていたとしても、それらは独立してシールド処理が施されており、印加された信号とピン2が干渉することはなく、テスト信号の伝達に影響することはない。
 ここで、テスト信号は、例えば、ソース機器110が出力可能な最速のデータ、かつビットエラーレートとしてHDMIが保障する10-9を評価できるだけの十分長いランダムなデータとされる。なお、シンク機器120には通常ビデオ再生のためのフレームバッファメモリが内蔵されているので、この伝送テスト専用のメモリは必要ではないかもしれない。
 なお、上述の説明では、制御部113は、受信デジタル信号が送信デジタル信号と一致するときだけケーブル200が新HDMIに対応していると判断するとした。制御部113は、データの転送速度を遅くして同様のテストを行い、一致するまで上述の判断プロセスを繰り返すことにより、ケーブルの性能を確定し、新HDMIに対応していると判断するが、その伝送スピード内で実行可能なだけの伝送を行うようにしてもよい。この場合には、現行HDMIケーブルも、新HDMIに対応していると判断される可能性がある。
 また、上述の説明では、ピン2とピン5を用いている。しかし、これらのピンの代わりに、現行HDMIケーブルと新HDMIケーブルと間でこれらのピンと同様の関係にあるピン8とピン11を用いてもよい。すなわち、現行HDMIケーブルではピン8とピン11に接続される一対の信号線は差動信号の送信路を構成していないが、新HDMIケーブルではピン8とピン11に接続される一対の信号線は差動信号の送信路を構成している(図6(a),(b)参照)。
 また、上述の説明では、ソース機器110がシンク機器に送ったデジタル信号(テスト信号)を、それを受信したシンク機器120がソース機器110に通知し、その正否をソース機器110側で判断するものを示した。しかし、シンク機器120が、送られてくる受信デジタル信号の正否の判定を行って、その結果のみCECなどのラインを通じてソース機器110に通知してもよいし、自身のE-EDIDにその情報を追記してもよい。
 [コネクタの構造例]
 図20は、現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の構造を概略的に示している。図20(a)は、ケーブル200の端部に接続されるプラグ250と、ソース機器(送信装置)110またはシンク機器(受信装置)120に備えられるレセプタクル150とが接続された状態を示す縦断面図である。図20(b)は、図20(a)の、A-A′線上の横断面図、つまりプラグ250の横断面図である。
 プラグ250は、誘電体251と、信号電極ピン252と、シェル253を有している。誘電体251は直方体状とされている。この誘電体251内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図20(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン252が配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、第1の方向と直交する第2の方向(図20(a),(b)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン252は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図20(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、レセプタクル150との接続端側において、誘電体251から所定の長さをもって突出されている。そして、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150の対応する信号電極ピンとの接触接続のために、下方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150の対応する信号電極ピンとの接触接続のために、上方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。
 誘電体251の外周は、第1の方向(図20(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル253に覆われている。このシェル253は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル253は、接地導体を構成する。なお、このシェル253は、レセプタクル150との接続端側において、誘電体251の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン252の誘電体251からの突出部が覆われている。
 また、レセプタクル150は、誘電体151と、信号電極ピン152と、シェル153を有している。このレセプタクル150は、基本的には、上述したプラグ250と同様の構造とされている。すなわち、誘電体151は直方体状とされている。この誘電体151内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図20(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン152が配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、第1の方向と直交する第2の方向(図20(a)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン152は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図20(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、プラグ250との接続端側において、誘電体151から所定の長さをもって突出されている。ここで、誘電体151のプラグ250との接続端側には、上述の第3の方向に延びる突出部が形成されている。第1の段(上段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の上面に張り付いた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の下面に張り付いた状態とされている。
 誘電体151の外周は、第1の方向(図20(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル153に覆われている。このシェル153は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル153は、接地導体を構成する。なお、このシェル153は、プラグ250との接続端側において、誘電体151の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン152が上面、下面に張り付いた誘電体151の突出部が覆われている。
 ここで、上述した現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の構造における信号伝送の品質について説明する。最初に、上述の図7(a)に示す現行HDMIのピン配置で動作する場合について説明する。この場合には、高品質な信号の伝送(送信、受信)が可能となる。この場合、図21(a)に示すように、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2の配置距離が短く、また、この一対の信号電極ピンP1,P2に対応したシールド用の信号電極ピンPgが存在する。この場合、差動信号とシールドとの3線構造となっており、良好な結合を実現でき、良好な信号品質での伝送が可能となる。
 図22(a)は、TMDSチャネル#0~#2のそれぞれでレセプタクル150およびプラグ250を通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250の出力側におけるTMDSチャネル#2,#1のデータ観測波形を示している。ここで、「data2」はTMDSチャネル#2のデータを示し、ピン番号1-3の信号電極ピンが使用されて伝送される(図6(a)、図7(a)参照)。また、「data1」はTMDSチャネル#1のデータを示し、ピン番号4-6の信号電極ピンが使用されて伝送される(図6(a)、図7(a)参照)。
 次に、上述の図7(b)に示す新HDMIのピン配置で動作する場合について説明する。この場合には、高品質な信号の伝送(送信、受信)が困難となる。この場合、図21(b)に示すように、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2に対応したシールド用の信号電極ピンPgが存在しなくなる。
 そのため、各一対の信号電極ピンP1,P2の間の結合が弱くなる。特に、現行HDMIのピン配置におけるシールド用の信号電極ピンPgを転用した一対の信号電極ピンP1,P2の場合、それらの配置距離が長く、一対の信号電極ピンP1,P2の間の結合は非常に弱くなる。したがって、各一対の信号電極ピンP1,P2において、電磁界的に他の信号電極ピンとの間の干渉が大きくなり、つまり、他の信号電極ピンからのクロストークが多くなり、高品質な信号の伝送が困難となる。
 図22(b)は、TMDSチャネル#0~#5のそれぞれでレセプタクル150およびプラグ250を通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250の出力側におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。ここで、「data0」はTMDSチャネル#0のデータを示し、ピン番号1,3の信号電極ピンが使用されて伝送される(図6(b)、図7(b)参照)。また、「data4」はTMDSチャネル#4のデータを示し、ピン番号2,5の信号電極ピンが使用されて伝送される(図6(b)、図7(a)参照)。さらに、「data1」はTMDSチャネル#1のデータを示し、ピン番号4,6の信号電極ピンが使用されて伝送される(図6(b)、図7(b)参照)。
 このTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形は、図22(a)に示すデータ観測波形と比べると、波形が劣化していることがわかる。この場合、TMDSチャネル#4のデータ「data4」だけでなく、TMDSチャネル#0,#1のデータ「data0」、「data1」に関しても、他の信号電極ピンからのクロストークにより、波形が大きく劣化している。
 図22(c)は、TMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。この場合、TMDSチャネル#4を除き、TMDSチャネル#0~#3,#5のそれぞれでレセプタクル150およびプラグ250を通じて4Gbpsのデータを伝送した状態で観測したものである。
 上述したように、現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の構造においては、新HDMIのピン配置で動作する場合に、高品質な信号の伝送(送信、受信)が困難となる。以下、HDMIコネクタの改良構造の一例(改良構造例1~改良構造例4)について説明する。
 「改良構造例1」
 図23は、HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例1を概略的に示している。図23(a)は、ケーブル200の端部に接続されるプラグ250Aと、ソース機器(送信装置)110またはシンク機器(受信装置)120に備えられるレセプタクル150Aとが接続された状態を示す縦断面図である。図23(b)は、図23(a)の、A-A′線上の横断面図、つまりプラグ250Aの横断面図である。この図23において、図20と対応する部分には同一符号を付して示している。
 プラグ250Aは、誘電体251と、信号電極ピン252と、シェル253と、接地プレーン254を有している。誘電体251は直方体状とされている。この誘電体251内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図23(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン252が配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、第1の方向と直交する第2の方向(図23(a),(b)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン252は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図23(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、レセプタクル150Aとの接続端側において、誘電体251から所定の長さをもって突出されている。そして、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150Aの対応する信号電極ピンとの接触接続のために、下方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150Aの対応する信号電極ピンとの接触接続のために、上方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。
 また、誘電体251内に、薄板状の接地プレーン254が配置されている。この接地プレーン254は、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン252と、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン252との間に配置される。この接地プレーン254は、導体で構成され、使用時には接地される。例えば、この接地プレーン254は、上述の第3の方向(図23(b)では左右方向)において、後述するシェル253と電気的に接続される。
 誘電体251の外周は、第1の方向(図23(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル253に覆われている。このシェル253は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル253は、接地導体を構成する。なお、このシェル253は、レセプタクル150Aとの接続端側において、誘電体251の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン252の誘電体251からの突出部が覆われている。
 また、レセプタクル150Aは、誘電体151と、信号電極ピン152と、シェル153と、接地プレーン154を有している。このレセプタクル150Aは、基本的には、上述したプラグ250Aと同様の構造とされている。すなわち、誘電体151は直方体状とされている。この誘電体151内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図23(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン152が配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、第1の方向と直交する第2の方向(図23(a)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン152は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図23(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、プラグ250Aとの接続端側において、誘電体151から所定の長さをもって突出されている。ここで、誘電体151のプラグ250Aとの接続端側には、上述の第3の方向に延びる突出部が形成されている。第1の段(上段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の上面に張り付いた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の下面に張り付いた状態とされている。
 また、誘電体151内に、薄板状の接地プレーン154が配置されている。この接地プレーン154は、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン152と、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン152との間に配置される。この接地プレーン154は、導体で構成され、使用時には接地される。例えば、この接地プレーン154は、上述の第3の方向(図23(b)では左右方向)において、後述するシェル153と電気的に接続される。
 誘電体151の外周は、第1の方向(図23(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル153に覆われている。このシェル153は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル153は、接地導体を構成する。なお、このシェル153は、プラグ250Aとの接続端側において、誘電体151の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン152が上面、下面に張り付いた誘電体151の突出部が覆われている。
 図23に示すHDMIコネクタの改良構造例1においては、プラグ250A、レセプタクル150Aの誘電体251,151内に接地プレーン254,154が配置されている。そのため、プラグ250A、レセプタクル150Aにおいて、第1の段(上段)の信号電極ピン252,152と第2の段(下段)の信号電極ピン252,152とが、この接地プレーン254,154で分離され、それらの間でのクロストークが削減される。したがって、図20に示す現行のHDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)と比べて、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 図27(b)は、TMDSチャネル#0~#5のそれぞれでレセプタクル150Aおよびプラグ250Aを通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250Aの出力側におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。なお、図27(a)は、上述した図22(b)と同様に、現行のHDMIコネクタの構造(図20参照)におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。図27(b)に示すTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形は、図27(a)に示すデータ観測波形と比べると、波形劣化が改善されていることがわかる。
 図28(b)は、TMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。この場合、TMDSチャネル#4を除き、TMDSチャネル#0~#3,#5のそれぞれでレセプタクル150Aおよびプラグ250Aを通じて4Gbpsのデータを伝送した状態で観測したものである。図28(a)は、上述の図22(c)と同様に、現行のHDMIコネクタの構造(図20参照)におけるTMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。図28(b)に示すTMDSチャネル#4のクロストーク観測波形は、図28(a)に示すクロストーク観測波形と比べると、そのレベルが小さくなっていることがわかる。
 「改良構造例2」
 図24は、HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例2を概略的に示している。図24(a)は、ケーブル200の端部に接続されるプラグ250Bと、ソース機器(送信装置)110またはシンク機器(受信装置)120に備えられるレセプタクル150Bとが接続された状態を示す縦断面図である。図24(b)は、図24(a)の、A-A′線上の横断面図、つまりプラグ250Bの横断面図である。この図24において、図23と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。
 プラグ250Bは、誘電体251と、信号電極ピン252と、シェル253と、接地プレーン254と、接続導体としてのビア(via)255を有している。このプラグ250Bにおいては、誘電体251内に、接地プレーン254とシェル253とを電気的に接続するビア255、すなわちメッキ穴が形成されている。このビア255は、第1の段(上段)の各信号電極ピン252の間、および、第2の段(下段)の各信号電極ピン252の間に形成される。詳細説明は省略するが、プラグ250Bのその他は、図23に示す改良構造例1におけるプラグ250Aと同様の構造とされている。
 また、レセプタクル150Bは、誘電体151と、信号電極ピン152と、シェル153と、接地プレーン154と、接続導体としてのビア(via)155を有している。このレセプタクル150Bにおいては、誘電体151内に、接地プレーン154とシェル153とを電気的に接続するビア155、すなわちメッキ穴が形成されている。このビア155は、第1の段(上段)の各信号電極ピン152の間、および、第2の段(下段)の各信号電極ピン152の間に形成される。詳細説明は省略するが、レセプタクル150Bのその他は、図23に示す改良構造例1におけるレセプタクル150Aと同様の構造とされている。
 図24に示すHDMIコネクタの改良構造例2においては、プラグ250B、レセプタクル150Bの誘電体251,151内に接地プレーン254,154が配置されている。そのため、プラグ250B、レセプタクル150Bにおいて、第1の段(上段)の信号電極ピン252,152と第2の段(下段)の信号電極ピン252,152とが、この接地プレーン254,154で分離され、それらの間でのクロストークが削減される。
 さらに、この改良構造例2においては、プラグ250B、レセプタクル150Bの誘電体251,151内にビア255,155が形成されている。そのため、プラグ250B、レセプタクル150Bにおいて、各段の信号電極ピン252,152の間でのクロストークが削減される。したがって、この改良構造例2においては、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを、上述の図23に示す改良構造例1よりもさらに削減でき、より高品質な信号の伝送が可能となる。
 図27(c)は、TMDSチャネル#0~#5のそれぞれでレセプタクル150Bおよびプラグ250Bを通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250Bの出力側におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。図27(c)に示すTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形は、上述した改良構造例1(図23参照)の図27(b)に示すデータ観測波形と比べると、波形劣化がさらに改善されていることがわかる。
 図28(c)は、TMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。この場合、TMDSチャネル#4を除き、TMDSチャネル#0~#3,#5のそれぞれでレセプタクル150Bおよびプラグ250Bを通じて4Gbpsのデータを伝送した状態で観測したものである。図28(c)に示すTMDSチャネル#4のクロストーク観測波形は、上述した改良構造例1(図23参照)の図28(b)に示すクロストーク観測波形と比べると、そのレベルがさらに小さくなっていることがわかる。
 「改良構造例3」
 図25は、HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例3を概略的に示している。図25(a)は、ケーブル200の端部に接続されるプラグ250Cと、ソース機器(送信装置)110またはシンク機器(受信装置)120に備えられるレセプタクル150Cとが接続された状態を示す縦断面図である。図25(b)は、図25(a)の、A-A′線上の横断面図、つまりプラグ250Cの横断面図である。この図25において、図20と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。
 プラグ250Cは、誘電体251と、信号電極ピン252と、シェル253を有している。誘電体251は直方体状とされている。この誘電体251内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図25(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン252が配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、第1の方向と直交する第2の方向(図25(a),(b)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン252は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図25(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン252は、レセプタクル150Cとの接続端側において、誘電体251から所定の長さをもって突出されている。そして、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150Cの対応する信号電極ピンとの接触接続のために、下方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン252は、後述するレセプタクル150Cの対応する信号電極ピンとの接触接続のために、上方に所定の角度で折り曲げられた状態とされている。
 誘電体251の外周は、第1の方向(図25(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル253に覆われている。このシェル253は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル253は、接地導体を構成する。なお、このシェル253は、レセプタクル150Cとの接続端側において、誘電体251の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン252の誘電体251からの突出部が覆われている。
 このプラグ250Cにおいて、第1の段(上段)の各信号電極ピン252および第2の段(下段)の各信号電極ピン252は、図20に示す現行HDMIコネクタの構造と比較して、シェル253に近づけられている。これにより、各信号電極ピン252はシェル253に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピン252のそれぞれとシェル253との間に分布するように結合させるため、信号電極ピン252のそれぞれはシェル253に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。信号電極ピン252のレセプタクル150Cとの接続端側の誘電体251からの突出部に関しては、図示のように、この突出部の折り曲げ角度に沿って、後述するシェル253に肉厚部が形成されることで、シェル253に近づけられた構造とされている。
 また、レセプタクル150Cは、誘電体151と、信号電極ピン152と、シェル153を有している。このレセプタクル150Cは、基本的には、上述したプラグ250Cと同様の構造とされている。すなわち、誘電体151は直方体状とされている。この誘電体151内に、直方体の所定の軸方向である第1の方向(図25(a)では左右方向)に延びる複数の信号電極ピン152が配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、第1の方向と直交する第2の方向(図25(a)では上下方向)に、第1の段(上段)および第2の段(下段)に分けて配置されている。そして、各段の複数の信号電極ピン152は、第1の方向および第2の方向に直交する第3の方向(図25(b)では左右方向)に所定間隔をもって配置されている。
 この複数の信号電極ピン152は、プラグ250Cとの接続端側において、誘電体151から所定の長さをもって突出されている。ここで、誘電体151のプラグ250Cとの接続端側には、上述の第3の方向に延びる突出部が形成されている。第1の段(上段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の上面に張り付いた状態とされている。また、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン152は、誘電体151の突出部の下面に張り付いた状態とされている。
 誘電体151の外周は、第1の方向(図25(a)では左右方向)が開放された角筒状のシェル153に覆われている。このシェル153は、導体で構成され、使用時には接地される。つまり、このシェル153は、接地導体を構成する。なお、このシェル153は、プラグ250Cとの接続端側において、誘電体151の端部より延長され、この延長部により信号電極ピン152が上面、下面に張り付いた誘電体151の突出部が覆われている。
 このレセプタクル150Cにおいて、シェル153は、図20に示す現行HDMIコネクタの構造と比較して、プラグ250Cの挿入部を除き、肉厚に形成されている。これにより、第1の段(上段)の各信号電極ピン152および第2の段(下段)の各信号電極ピン152とシェル153との距離が短くされている。そのため、各信号電極ピン152はシェル153に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。すなわち、伝播する信号の電磁界が信号電極ピン152のそれぞれとシェル153との間に分布するように結合させるため、信号電極ピン152のそれぞれはシェル153に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される。
 図25に示すHDMIコネクタの改良構造例3においては、プラグ250C、レセプタクル150Cの信号電極ピン252,152のそれぞれはシェル253,153に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2において、結合が取られていない状態、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減でき、高品質な信号の伝送が可能となる。
 この場合、図21(c)に示すように、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2のそれぞれはシェルと結合される。そのため、各一対の信号電極ピンP1,P2において、電磁界的に他の信号電極ピンとの間の干渉が大幅に減少し、つまり、他の信号電極ピンからのクロストークが大幅に減少し、高品質な信号の伝送が可能となる。
 図27(d)は、TMDSチャネル#0~#5のそれぞれでレセプタクル150Cおよびプラグ250Cを通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250Cの出力側におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。図27(d)に示すTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形は、上述した図27(a)に示す現行のHDMIコネクタ構造のデータ観測波形と比べると、波形劣化が大幅に改善されていることがわかる。
 図28(d)は、TMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。この場合、TMDSチャネル#4を除き、TMDSチャネル#0~#3,#5のそれぞれでレセプタクル150Cおよびプラグ250Cを通じて4Gbpsのデータを伝送した状態で観測したものである。図28(d)に示すTMDSチャネル#4のクロストーク観測波形は、上述した図28(a)に示す現行のHDMIコネクタ構造のクロストーク観測波形と比べると、そのレベルが大幅に小さくなっていることがわかる。
 「改良構造例4」
 図26は、HDMIコネクタ(プラグ、レセプタクル)の改良構造例4を概略的に示している。図26(a)は、ケーブル200の端部に接続されるプラグ250Dと、ソース機器(送信装置)110またはシンク機器(受信装置)120に備えられるレセプタクル150Dとが接続された状態を示す縦断面図である。図26(b)は、図26(a)の、A-A′線上の横断面図、つまりプラグ250Dの横断面図である。この図26において、図25と対応する部分には同一符号を付し、適宜、その詳細説明を省略する。
 プラグ250Dは、誘電体251と、信号電極ピン252と、シェル253と、接地プレーン254と、ビア(via)255を有している。このプラグ250Dにおいては、誘電体251内に、薄板状の接地プレーン254が配置されている。この接地プレーン254は、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン252と、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン252との間に配置される。この接地プレーン254は、導体で構成され、使用時には接地される。例えば、この接地プレーン254は、上述の第3の方向(図26(b)では左右方向)においてシェル253と電気的に接続される。
 また、このプラグ250Dにおいては、誘電体251内に、接地プレーン254とシェル253とを電気的に接続するビア255、すなわちメッキ穴が形成されている。このビア255は、第1の段(上段)の各信号電極ピン252の間、および、第2の段(下段)の各信号電極ピン252の間に形成される。詳細説明は省略するが、プラグ250Dのその他は、図25に示す改良構造例3におけるプラグ250Cと同様の構造とされている。
 また、レセプタクル150Dは、誘電体151と、信号電極ピン152と、シェル153と、接地プレーン154と、ビア(via)155を有している。このレセプタクル150Dにおいては、誘電体151内に、薄板状の接地プレーン154が配置されている。この接地プレーン154は、第1の段(上段)の複数の信号電極ピン152と、第2の段(下段)の複数の信号電極ピン152との間に配置される。この接地プレーン154は、導体で構成され、使用時には接地される。例えば、この接地プレーン154は、上述の第3の方向(図26(b)では左右方向)においてシェル153と電気的に接続される。
 このレセプタクル150Dにおいては、誘電体151内に、接地プレーン154とシェル153とを電気的に接続するビア155、すなわちメッキ穴が形成されている。このビア155は、第1の段(上段)の各信号電極ピン152の間、および、第2の段(下段)の各信号電極ピン152の間に形成される。詳細説明は省略するが、レセプタクル150Dのその他は、図25に示す改良構造例3におけるレセプタクル150Cと同様の構造とされている。
 図26に示すHDMIコネクタの改良構造例4においては、図25の改良構造例3と同様に、プラグ250D、レセプタクル150Dの信号電極ピン252,152のそれぞれはシェル253,153に結合され、差動信号がシングルエンドで伝送される。そのため、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンP1,P2において、結合が取られていない状態にあっても、あるいは、対応したシールド用の信号電極ピンがない状態にあっても、他の信号電極ピンからのクロストークを削減できる。
 また、この改良構造例4においては、プラグ250D、レセプタクル150Dの誘電体251,151内に接地プレーン254,154が配置されている。そのため、プラグ250D、レセプタクル150Dにおいて、第1の段(上段)の信号電極ピン252,152と第2の段(下段)の信号電極ピン252,152とが、この接地プレーン254,154で分離され、それらの間でのクロストークが削減される。
 さらに、この改良構造例4においては、プラグ250D、レセプタクル150Dの誘電体251,151内にビア255,155が形成されている。そのため、プラグ250D、レセプタクル150Dにおいて、各段の信号電極ピン252,152の間でのクロストークが削減される。したがって、この改良構造例4においては、差動信号を伝送する一対の信号電極ピンにおいて、他の信号電極ピンからのクロストークを、上述の図25に示す改良構造例3よりもさらに削減でき、より高品質な信号の伝送が可能となる。
 図27(e)は、TMDSチャネル#0~#5のそれぞれでレセプタクル150Dおよびプラグ250Dを通じて4Gbpsのデータを伝送した場合において、プラグ250Bの出力側におけるTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形を示している。図27(e)に示すTMDSチャネル#0,#4,#1のデータ観測波形は、上述した改良構造例3(図25参照)の図27(d)に示すデータ観測波形と比べると、波形劣化がさらに改善されていることがわかる。
 図28(e)は、TMDSチャネル#4の一対の信号電極ピンP1,P2で観測されるクロストーク観測波形を示している。この場合、TMDSチャネル#4を除き、TMDSチャネル#0~#3,#5のそれぞれでレセプタクル150Dおよびプラグ250Dを通じて4Gbpsのデータを伝送した状態で観測したものである。図28(e)に示すTMDSチャネル#4のクロストーク観測波形は、上述した改良構造例3(図25参照)の図28(d)に示すクロストーク観測波形と比べると、そのレベルがさらに小さくなっていることがわかる。
 なお、図24、図26に示すHDMIコネクタの改良構造例2,4では、プラグ250B,250D、レセプタクル150B,150Dにおいて、ビア255,155により接地プレーン254,154とシェル253,153とが電気的に接続される。そのため、図23、図25に示す改良構造例1,3と比べて、同相成分のリターン経路を大幅に短縮でき、差動信号に対して大きな不整合となることを防止できる。
 図29(a)は、図23、図25に示す改良構造例1,3のようにビアが形成されていない場合を示している。この場合、差動信号(D+,D-)に対する同相成分のリターン経路は、図示のように、シェルに沿った迂回経路となることから、差動信号(D+,D-)に大きな不整合となる。これに対して、図29(b)は、図24、図26に示す改良構造例2,4のようにビアが形成されている場合を示している。この場合、差動信号(D+,D-)に対する同相成分のリターン経路は、図示のように、ビアおよび接地プレーンを通る短縮経路となる。これにより、特に、図26に示す改良構造例4においては、現行のHDMI伝送とほぼ同等の伝送信号品質の確保が可能になる。
 [改造構造コネクタの製造方法例]
 次に、上述した改造構造コネクタの製造方法の一例を示す。なお、ここでは、上述の改造構造例4のコネクタ(図26参照)の製造方法について述べる。改造構造例1~3のコネクタ(図23~図25参照)に関しては、改造構造例4のコネクタと同様に製造できることから、その説明は省略する。
 図30(a)は、図26(a)と同様に、プラグ250Dとレセプタクル150Dとが接続された状態を示す縦断面図である。図31(a)は、図26(b)と同様に、プラグ250Dの横断面図である。改造構造例4のコネクタ(プラグ250D、レセプタクル150D)は、図30(b)、図31(b)に示すように、シェルの内部は、部品1~部品4の4種類の部品に分割された構造となっている。つまり、シェルの内部は、これら部品1~部品4を組み合わせることで製造される。
 部品1は、図32、図33に示すように、シェルと部品4の電極を接続する導体(GND導体)である。また、部品2は、図32、図33に示すように、部品1と部品3を挿入する穴がある誘電体である。また、部品3は、図32、図33に示すように、信号電極ピンである。また、部品4は、図32、図33に示すように、部品1を介して上下のシェルを接続するための多層基板である。
 上述したように、シェルの内部を部品1~部品4の4種類の部品に分割し、これらを組み合わせて製造することで、コネクタ(プラグ250D、レセプタクル150D)を簡単に製造できる。
 上述したように、図1に示すAVシステム100においては、ソース機器110のデータ送信部112は現行HDMIの動作モードの他に、新HDMIモードの動作モードを有するものとされている。ここで、ビデオデータ等のデジタル信号を伝送するための差動信号チャネルは、現行HDMIにおいては3チャネルであるが、新HDMIにおいては6チャネルである。そのため、新HDMIが用いられることで、高いデータレートでの信号伝送が可能となる。また、シンク機器120、ケーブル200が新HDMIに対応していないとき、現行HDMI(従来HDMI)が用いられることで、後方互換性が確保される。
 <2.変形例>
 なお、上述実施の形態においては、新HDMIケーブルのプラグの形状が、現行HDMIケーブル(従来HDMIケーブル)のプラグの形状と同じであるものを示した。しかし、新HDMIケーブルのプラグの形状を、現行HDMIケーブルのプラグの形状を異ならせ、ソース機器およびシンク機器の一方が新HDMIに対応していないとき、これらが新HDMIケーブルで接続されないようにすることもできる。
 図34(a)は現行HDMIケーブルのプラグの形状を示し、図34(b)は現行HDMIのみに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルの形状を示している。これに対して、図34(c)は新HDMIケーブルのプラグの形状を示し、図34(d)は新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルの形状の一例を示している。なお、図35(a)は現行HDMIケーブルのプラグの斜視図であり、図35(b)は新HDMIケーブルのプラグの斜視図を示している。
 新HDMIケーブルのプラグには凸部(矢印Pで指し示している)が設けられている。そして、新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルには、プラグの凸部に対応した凹部(矢印Qで指し示している)が設けられている。この場合、新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルの形状は、新HDMIケーブルのプラグの形状に合致し、現行HDMIケーブルのプラグの形状を包含するようにされている。
 新HDMIケーブルのプラグの形状および新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルの形状を上述のように設定することで、新HDMIケーブルは、新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルに接続できる。しかし、新HDMIケーブルは、現行HDMIにのみ対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルには接続できなくなる。これにより、ソース機器およびシンク機器の一方が新HDMIに対応していないとき、これらが新HDMIケーブルで接続されるということはなくなる。つまり、ソース機器およびシンク機器の双方が新HDMIに対応しているときのみ、新HDMIケーブルにより、これらの接続が可能となる。
 上述したように、新HDMIにも対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルの形状は、新HDMIケーブルのプラグの形状に合致し、現行HDMIケーブルのプラグの形状を包含するようにされている。そのため、現行HDMIケーブルは、現行HDMIにのみ対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルだけでなく、新HDMIに対応したソース機器やシンク機器のレセプタクルにも接続できる。
 また、上述実施の形態において、現行HDMIにおけるビデオデータ等のデジタル信号を伝送するための差動信号チャネルが3チャネルであるのに対して、新HDMIとしてその差動信号チャネルが6チャネルであるものを示した。しかし、ビデオデータ等のデジタル信号を伝送するための差動信号チャネルの数は6チャネルに限定されるものではなく、4チャネル、5チャネル、さらには7チャネル等も考えられる。例えば、ビデオデータ等のデジタル信号を伝送するための差動信号チャネルを5チャネルとし、クロック周波数を1.2倍程度に高速化することで、6チャネルにした場合と同等のデータ転送速度を得ることが可能となる。
 また、上述実施の形態において、この発明をソース機器およびシンク機器がHDMI規格のデジタルインタフェースで接続されるAVシステムに適用したものである。この発明は、その他の同様のデジタルインタフェースで接続されるAVシステムにも同様に適用できる。
 この発明は、例えば、ソース機器およびシンク機器を、デジタルインタフェースを介して接続してなるAVシステム等に適用できる。
 81・・・HDMIトランスミッタ
 82・・・HDMIレシーバ
 100・・・AVシステム
 110・・・ソース機器
 111・・・レセプタクル
 112・・・データ送信部
 113・・・制御部
 120・・・シンク機器
 121・・・レセプタクル
 122・・・データ受信部
 123・・・制御部
 150,150A~150D・・・プラグ
 151・・・誘電体
 152・・・信号電極ピン
 153・・・シェル
 154・・・接地プレーン
 155・・・ビア
 200・・・ケーブル
 201,202・・・プラグ
 250,250A~250D・・・レセプタクル
 251・・・誘電体
 252・・・信号電極ピン
 253・・・シェル
 254・・・接地プレーン
 255・・・ビア

Claims (14)

  1.  直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなるコネクタであって、
     上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
     コネクタ。
  2.  上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     請求項1に記載のコネクタ。
  3.  直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなるコネクタであって、
     上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     コネクタ。
  4.  送信装置から受信装置に所定チャネル数の差動信号によりデジタル信号を送信し、端部にプラグを備えてなるケーブルであって、
     上記プラグは、直方体状の誘電体内に、上記所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
     上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
     ケーブル。
  5.  上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     請求項4に記載のケーブル。
  6.  送信装置から受信装置に所定チャネル数の差動信号によりデジタル信号を送信し、端部にプラグを備えてなるケーブルであって、
     上記プラグは、直方体状の誘電体内に、上記所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、 上記所定チャネル数の差動信号に対応した複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     ケーブル。
  7.  外部機器に、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を送信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号送信部と、
     上記外部機器および上記ケーブルが上記第2の動作モードに対応しているか否かを判断する動作モード判断部と、
     上記動作モード判断部の判断に基づいて、上記デジタル信号送信部の動作を制御する動作制御部と、
     上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
     上記デジタル信号送信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を送信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
     上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
     上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
     送信装置。
  8.  上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     請求項7に記載の送信装置。
  9.  外部機器に、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を送信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号送信部と、
     上記外部機器および上記ケーブルが上記第2の動作モードに対応しているか否かを判断する動作モード判断部と、
     上記動作モード判断部の判断に基づいて、上記デジタル信号送信部の動作を制御する動作制御部と、
     上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
     上記デジタル信号送信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を送信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
     上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
     上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     送信装置。
  10.  外部機器から、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を受信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号受信部と、
     上記外部機器から、上記第1の動作モードおよび上記第2の動作モードのいずれを選択すべきかを示す動作モード情報を受信する情報受信部と、
     上記情報受信部で受信された動作モード情報に基づいて、上記デジタル信号受信部の動作を制御する動作制御部と、
     上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
     上記デジタル信号受信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を受信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
     上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
     上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、差動信号がシングルエンドで伝送される
     受信装置。
  11.  上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     請求項10に記載の受信装置。
  12.  外部機器から、差動信号により、ケーブルを介して、デジタル信号を受信し、上記差動信号のチャネル数を第1の数とする第1の動作モードおよび上記差動信号のチャネル数を上記第1の数よりも大きな第2の数とする第2の動作モードを有するデジタル信号受信部と、
     上記外部機器から、上記第1の動作モードおよび上記第2の動作モードのいずれを選択すべきかを示す動作モード情報を受信する情報受信部と、
     上記情報受信部で受信された動作モード情報に基づいて、上記デジタル信号受信部の動作を制御する動作制御部と、
     上記ケーブルのプラグを接続するための、複数の信号電極ピンを有するレセプタクルを備え、
     上記デジタル信号受信部は、上記第1の動作モードで第1のピンアサイメントを選択し、上記第2の動作モードで、上記第1のピンアサイメントでデジタル信号および/またはクロック信号の差動信号の信号端子に対応したシールド端子として用いられている端子を、デジタル信号を受信するための差動信号の信号端子として用いる、上記第1のピンアサイメントとは異なる第2のピンアサイメントを選択し、
     上記レセプタクルは、直方体状の誘電体内に、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる上記複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われてなり、
     上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置され、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置される
     受信装置。
  13.  直方体状の誘電体内に、所定チャネル数の差動信号に対応し、上記直方体の所定の軸方向である第1の方向に延びる複数の信号電極ピンが配置されると共に、上記誘電体の外周が、上記第1の方向が開放された角筒状の接地導体で覆われ、
     上記複数の信号電極ピンは、上記第1の方向と直交する第2の方向に第1の段および第2の段に分けて配置され、
     各段の複数の信号電極ピンは、上記第1の方向および上記第2の方向に直交する第3の方向に所定間隔をもって配置されてなり、
     上記信号電極ピンのそれぞれは上記接地導体に結合するように該接地導体に近づけて配置され、信号伝送モードがシングルモードとされ、
     上記誘電体内の上記第1の段の複数の信号電極ピンと上記第2の段の複数の信号電極ピンとの間に接地プレーンが配置されると共に、上記誘電体内の上記各段の各信号電極ピンの間に上記接地プレーンと上記接地導体とを電気的に接続する接続導体が配置されるコネクタの製造方法であって、
     上記接地導体の内部を、複数の部品を組み合わせることで製造する
     コネクタの製造方法。
  14.  上記複数の部品は、
     上記接地プレーンを有する多層基板と、
     上記接続導体を構成し、上記多層基板の上記接地プレーンを上記接地導体に接続するための導体と、
     上記信号電極ピンと、
     上記信号電極ピンと上記導体を挿入するための穴を有し、上記多層基板と上記接地導体との間に配される誘電体である
     請求項13に記載のコネクタの製造方法。
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