(57)【要約】光無線通信のための方法及び装置である。一実施形態においては、デジタルビデオ送信源とディスプレイ装置との間で、ビデオコンテンツ（例えば、ＤＶＩまたはＨＤＭＩ）が無線で伝送される無線光ビデオシステムである。この無線光通信は、デジタルビデオデータがエンコードされ、光学送信機から光学受信機に対し方向付けされたレーザを用いて実現される。他の実施形態においては、通信されるデータは、高画質ビデオコンテンツを含む。
2008527914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース出力部を有するビデオデータ送信源と、
前記ソース出力部からビデオデータを受信し、前記ビデオデータをレーザビームにエンコードする光無線送信機と、
前記レーザビームを受信し、前記レーザビームから前記ビデオデータを抽出する光無線受信機と、
送信先入力部を有するディスプレイ装置と、
を備え、
前記ディスプレイ装置は、前記光無線受信機から前記ビデオデータを受信し、前記ビデオデータに基づいてビデオ表示を行うことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ビデオデータは、前記ビデオデータ送信源によって決定されるビデオフォーマットを有し、前記光無線送信機は、前記決定されたビデオフォーマットで、前記ビデオデータを前記光無線受信機に提供することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光無線送信機は、レーザダイオードとコリメータレンズとを含み、前記レーザビームは、前記レーザダイオードを用いて生成された後、前記コリメータレンズを用いて方向付けされることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光無線受信機は、前記レーザビームを受信するために用いることが可能な集束レンズ及びフォトダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ビデオデータは、高帯域デジタルコンテンツ保護（ＨＤＣＰ）を用いて暗号化されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ビデオデータは、前記光無線送信機から前記光無線受信機に対し、約２．２Ｇｂｐｓの速度で伝送されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記光無線受信機は、さらに、前記ビデオデータからビデオクロック信号を復元し、前記ビデオクロック信号は、前記光無線送信機によって生成され、前記ビデオデータにエンコードされることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ビデオデータは、前記光無線送信機から前記光無線受信機に送信されることによって発生する誤りを訂正するために、前方誤り訂正符号化が適用されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ソース出力部は、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、及びハイデフィニション・シリアルデジタルインターフェース（ＨＤＳＤＩ）のうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ビデオデータ送信源が前記ディスプレイ装置と情報を交換することを可能にするための制御チャネル無線周波数通信リンクをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ビデオデータは、高帯域デジタルコンテンツ保護（ＨＤＣＰ）を用いて暗号化されていることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ビデオデータ送信源とディスプレイ装置とは、１または複数のＤＶＩまたはＨＤＭＩの問合せに応じるために前記制御チャネル無線周波数通信リンク上で情報を交換することを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
ソース出力部からビデオデータを受信する段階と、
前記ビデオデータをレーザビームにエンコードする段階と、
前記レーザビームを光無線送信機から光無線受信機に伝送する段階と、
前記レーザビームから前記ビデオデータを抽出するために前記光無線受信機が前記レーザビームを受信する段階と、
送信先入力部を有するディスプレイ装置に前記ビデオデータを供給する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記ビデオデータは、前記ソース出力部によって決定されるビデオフォーマットを有し、前記レーザビームを伝送する段階は、前記レーザビームにエンコードされた前記ビデオデータを、前記決定されたビデオフォーマットで伝送する段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザビームを伝送する段階は、前記光無線送信機のレーザダイオードとコリメータレンズとを用いて前記レーザビームを伝送する段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記レーザダイオードを用いて前記レーザビームを生成する段階と、前記コリメータレンズを用いて、前記光無線受信機に対し前記レーザビームを方向付けする段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記レーザビームを伝送する段階は、前記レーザビームを前記光無線送信機から前記光無線受信機に伝送する段階をさらに含み、前記光無線受信機は、前記レーザビームを受信するための用いることが可能な集束レンズ及びフォトダイオードを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記レーザビームを伝送する段階は、前記光無線送信機から前記光無線受信機に約２．２Ｇｂｐｓの速度で前記レーザビームを伝送する段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
ビデオクロック測定値を提供するために、前記光無線送信機によってビデオクロック信号を測定する段階と、
前記ビデオクロック測定値を前記ビデオデータにエンコードする段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記光無線受信機を用いて前記ビデオデータから前記ビデオクロック信号を復元する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ソース出力部は、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、及びハイデフィニション・シリアルデジタルインターフェース（ＨＤＳＤＩ）のうちの１つであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記ソース出力部と前記ディスプレイ装置との間で、制御チャネル無線周波数通信リンク上で情報を交換する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記ビデオデータは、高帯域デジタルコンテンツ保護（ＨＤＣＰ）を用いて暗号化されていることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ソース出力部とディスプレイ装置とは、１または複数のＤＶＩまたはＨＤＭＩの問合せに応じるために前記制御チャネル無線周波数通信リンク上で情報を交換することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記光無線送信機から前記光無線受信機に前記レーザビームを伝送することによって発生する誤りを訂正するために、前記ビデオデータに前方誤り訂正符号化を適用する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２６】
ソース出力部を有するハイデフィニションビデオデータ送信源と、
前記ソース出力部からビデオデータを受信し、前記ビデオデータをレーザビームにエンコードする光無線送信機であって、さらに、光無線受信機に伝送されるクロック信号を生成する前記光無線送信機と、
前記レーザビームを受信し、前記レーザビームから前記ビデオデータと前記クロック信号とを抽出する光無線受信機と、
送信先入力部を有するディスプレイ装置であって、前記光無線受信機から前記ビデオデータを受信し、前記ビデオデータに基づいてビデオ表示を行う前記ディスプレイ装置と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
前記光無線送信機は、レーザダイオードと、コリメータレンズとを含み、前記レーザビームは、前記レーザダイオードを用いて生成された後、前記コリメータレンズを用いて方向付けされることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記光無線受信機は、前記レーザビームを受信するために用いることが可能な集束レンズ及びフォトダイオードを含むことを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ビデオデータは、前記ハイデフィニションビデオデータ送信源によって決定されるビデオフォーマットを有し、前記光無線送信機は、前記決定されたビデオフォーマットで、前記ビデオデータを前記光無線受信機に提供することを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ソース出力部は、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、ハイデフィニションマルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ）、及びハイデフィニション・シリアルデジタルインターフェース（ＨＤＳＤＩ）のうちの１つであることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ハイデフィニションビデオデータ送信源が前記ディスプレイ装置と情報を交換することを可能にするための制御チャネル無線周波数通信リンクをさらに備えることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ビデオデータは、高帯域デジタルコンテンツ保護（ＨＤＣＰ）を用いて暗号化されていることを特徴とする、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記ビデオデータ送信源とディスプレイ装置とは、１または複数のＤＶＩまたはＨＤＭＩの問合せに応じるために前記制御チャネル無線周波数通信リンク上で情報を交換することを特徴とする、請求項３１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光無線通信に関し、特に、ビデオ信号の無線光配信に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者向けに好適なデジタルビデオインタフェースは、ハイデフィニション・マルチメディア・インタフェース（High Definition Multimedia Interface；ＨＤＭＩ）とデジタル・ビジュアル・インターフェース（Digital Visual Interface；ＤＶＩ）である。ＤＶＩは、一般的に、ＰＣ装置によってデジタルビデオディスプレイを駆動するために用いられる。ＤＶＩは、通常、最大１６５ＭＨｚのビデオ速度で２４ビットのＲＧＢをサポートする。ＤＶＩドライバは、２４ビットのＲＧＢデータを受け付け、３つのシリアルチャネルにそれを放送（シリアル化）する。ビデオクロックは、４番目のチャネルとして追加される。ＲＧＢデータがシリアル化されるとき、それは、ＴＭＤＳ（Transition Minimized Differential Signaling）と呼ばれる８ｂ／１０ｂエンコード方式を用いてエンコードされる。ＨＤＭＩは、ＤＶＩとの下位互換性がある。それは、交互（非ＲＧＢの）の色空間をサポートし、デジタル・オーディオを伝達する能力を含む。
【０００３】
ＤＶＩと同様に、ＨＤＭＩデータは、アクティブビデオ区間とコントロール区間とを表すようにエンコードされる。さらに、ＨＤＭＩは、データアイランドと呼ばれる3番目の構成要素を含む。データアイランドは、空白区間の間に追加データを伝達するのに用いられる。例えば、データアイランドは、ＨＤＭＩのデジタルオーディオデータを送るのに用いられる。
【０００４】
ＤＶＩまたはＨＤＭＩインタフェースを用いて伝送されたデータは、高帯域デジタルコンテンツ保護（ＨＤＣＰ：High-Bandwidth Digital-Content Protection）を用いて暗号化されることができる。ＨＤＣＰの実装には、一組のユニークな秘密デバイスキーが必要とされる。受信機は、認証中に、キーを知っていることを示した時点で、コンテンツを受け取る。さらに、データの盗聴及び盗難を防止するために、送信機及び受信機は、伝送中を通じ一貫してチェックされる共有の秘密の値を発生させる。認証がいったん確立されると、送信機は、データを暗号化し、それを復号化のために受信機に送る。
【０００５】
これまで、ＤＶＩ／ＨＤＭＩデータは、データ送信源とディスプレイ装置とが互いに通信する必要のある方法が少なくともある程度原因となって、固いワイヤを用いて伝送可能であるだけであった。しかしながら、それは、ビデオ送信源（例えば、受信機またはＤＶＤプレイヤー）の反対側の壁に（フラットパネルテレビなどの）ディスプレイ装置を設置することを望んでいる消費者にとっては、望ましいかもしれない。このような場合、消費者は、通常、ＤＶＩケーブルを購入し、ビデオ送信源からディスプレイに対して配線する必要があった。しかしながら、これは、コストがかかるのと、取付困難であるという問題があるかもしれない。
【０００６】
無線ＲＦ（radio frequency）システムは、ビデオ送信源とディスプレイ装置との間において使用することができた。しかしながら、デジタルビデオ送信源とディスプレイ装置との間においては、無線光（通信）による構成が好ましい多くの理由がある可能性がある。例えば、光無線信号に必要なハードウェアは、ＲＦシステムほど複雑でないかもしれない。さらに、無線光ソリューションは、ＲＦシステムと同様、壁を突き抜けないので、より安全である。
【０００７】
したがって、デジタルビデオ送信源とデジタルビデオ受信装置との間の配線の必要性を排除する無線光システムは望ましいかもしれない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
光無線通信のための方法及び装置が開示される。一実施形態においては、システムは、ソース出力部を有するビデオデータ送信源と、ソース出力部からビデオデータを受信し、ビデオデータをレーザビームにエンコードする光無線送信機と、レーザビームを受信してそこからビデオデータを抽出する光無線受信機とを含む。方法は、送信先入力部を有するディスプレイ装置をさらに含み、ディスプレイ装置は、光無線受信機からビデオデータを受信し、前述のビデオデータに基づいてビデオ表示を行う。
【０００９】
本発明の他の側面、特徴、及び技術は、以下の発明の詳細な説明に照らして、関連する技術分野における当業者には明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のある側面は、ビデオコンテンツ（例えば、ＤＶＩやＨＤＭＩ）がデジタルビデオ送信源とディスプレイ装置との間で無線で伝送される、無線光ビデオシステムを提供することにある。ある実施形態では、この無線光通信は、デジタルビデオデータとともにエンコードされ、光学送信機から光学受信機に対して方向付けされたレーザを用いて実現される。他の実施形態では、通信されるデータは、ハイデフィニションビデオコンテンツを含む。
【００１１】
本発明の別の側面は、コリメートレンズを用いて無線光信号を受信機の集束レンズ上に収束することにある。ある実施形態においては、伝送されるレーザビームは、約１１４インチと約１１２インチの間である一方、ビームは、より厚いか、より薄い直径を有する可能性が同等にあることは、等しく理解されるであろう。
【００１２】
本発明の別の側面は、ビデオ送信源と同じ解像度、同じビデオクロック速度で、ビデオデータをディスプレイに提供することにある。例えば、ＨＤＭＩ及びＤＶＩは、ビデオ送信源がビデオ受信側に対し、サポートされているビデオフォーマットについて問合せを行うための構造を提供する。一度問合せを行うと、ビデオ送信源は、ビデオデータをディスプレイに送信するのに「最良の」ビデオフォーマットを選択することができる。この選択されたビデオフォーマットは、その後無線光リンクを通じてビデオ送信源からディスプレイ上に渡されることができる。
【００１３】
ある実施形態において、本発明は、また、制御チャネル通信システムを利用して、ＤＶＩ及びＨＤＭＩコンテンツを無線で伝送可能にする。これまで、ＤＶＩ／ＨＤＭＩデータは、データ送信源とディスプレイ装置とが互いに活発に通信を行うことが必要される硬いワイヤ（有線）を用いて伝達可能であるにすぎなかった。ある実施形態においては、制御チャネル通信システムは、２．４ＧＨｚのＲＦリンクの低いデータレートによって提供される。制御チャネル通信システムは、例えば赤外線光通信リンクのような、代替可能な技術を用いて実装されることができることがさらに理解されるであろう。
【００１４】
以下の記述の大部分は、ＨＤＭＩ／ＤＶＩコンテンツとシステムコンポーネントに関するものであるが、本発明の原理は、それに限定されるものではなく、シリアルデジタルインタフェース（serial digital interface；ＳＤＩ）やハイデフィニションシリアルデジタルインタフェース（high-definition serial digital interface；ＨＤＳＤＩ）のような、他のいかなる種類のビデオコンテンツにも適用可能であることは等しく理解されるであろう。
【００１５】
ここで図１を参照すると、図１には、本発明の１または複数の側面を実装するのに有効なデジタルビデオシステム１００が示されている。図１に示されるように、ビデオ送信源１１０は、光学送信機１２０に連結されることができる。ある実施形態においては、ビデオ送信源は、ＡＴＳＣチューナーやＤＶＤプレイヤー等のような、ＨＤＭＩ／ＤＶＩビデオ送信源である。他の実施形態においては、ビデオ送信源１１０は、ハイデフィニションビデオ送信源である。さらに他の実施形態においては、ビデオ送信源１１０は、いかなる既知のビデオ送信源（例えば、ＨＤＳＤＩ、１０８０ｉ、７２０ｐ、４８０ｐ、４８０ｉ、スタンダードデフィニション（標準画質））であってもよい。さらに、ビデオ送信源１１０によって光学送信機１２０に提供される信号は、高帯域デジタルコンテンツ保護（High-bandwidth Digital Content Protection；ＨＤＣＰ）のような著作権保護プロトコルを用いて暗号化されてもよい。
【００１６】
引き続き図１を参照して、ある実施形態においては、ビデオ送信源１１０は、ビデオデータを光学送信機１２０に提供し、光学送信機１２０は順番に無線光信号１３０を光学受信機１４０に提供する。以下でより詳細に説明されるように、この光信号１３０は、ビデオ送信源１１０によって供給されるビデオデータとともにエンコードされてもよい。ある実施形態においては、光信号１３０は、圧縮されていないハイデフィニションビデオデータを含む。ビデオデータは、受信機１４０によって一旦受信されると、ディスプレイ装置１５０のためにデコードされることができる。
【００１７】
図２の送信機２００は、図１の光学送信機１２０の一実施形態のより詳細な図である。データ送信源１１０からビデオ信号を受信する送信機２００は、ＤＶＩ／ＨＤＭＩ受信機２１０と、送信機回路２２０と、システムクロック２３０と、トランスミッタ電気光学インタフェース２４０と、を含むものとして示される。ある実施形態において、データ送信源１１０は、ＨＤＭＩまたはＤＶＩビデオ送信源（例えば、ＡＴＳＣチューナー、ＤＶＤプレイヤー等）であるが、同様に他の種類のデータ送信源であってもよい。
【００１８】
図２に示されるように、データ送信源１１０は、デジタル信号をＤＶＩ／ＨＤＭＩ受信機２１０に供給する。ＤＶＩ／ＨＤＭＩ受信機２１０は、データ送信源１１０からのＤＶＩ／ＨＤＭＩデジタル信号を、２４ビットＲＧＢのようなデジタルビデオ信号に変換するために用いられてもよい。ＤＶＩ／ＨＤＭＩ受信機は、本開示の分野において、及び本開示の範囲を超えて知られている。
他の実施形態においてはＤＶＩ／ＨＤＭＩ受信機２１０及び送信機回路２２０は、単一の論理回路に結合されてもよい。ある実施形態においては、送信機回路２２０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array；ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit；ＡＳＩＣ）であり、同様に他の実施例が取られてもよい。送信機回路２２０への別の入力は、クロック信号を供給するシステムクロック２３０からくる。ある実施形態においては、このクロック信号は、１１０ＨＨｚの信号である。送信機回路２２０の出力は、トランスミッタ電気光学インタフェース２４０に対するものである。送信機回路２２０の一実施形態は、図４を参照して、以下でより詳細に説明され、トランスミッタ電気光学インタフェース２４０の一実施形態は、図５を参照して、以下でより詳細に説明される。
【００１９】
図３の受信機２５０は、図１の光学受信機１４０の一実施形態のより詳細な図である。本実施形態において、光学送信機１２０から光信号１３０を受信する光学受信機２５０は、レシーバ電気光学インタフェース２６０と、受信機回路２７０と、位相ロックループ（phase lock loop；ＰＬＬ）２８０と、ＤＶＩ／ＨＤＭＩ送信機２９０と、システムクロック３００とを含むものとして示される。光学送信機２５０は、さらにディスプレイ装置１５０に対しビデオデータを出力するものとして示される。ある実施形態においては、ディスプレイ装置１５０に対するデジタルビデオデータ出力は、ＨＤＭＩまたはＤＶＩデータのうちの１つであるが、同様に他の種類のデータであってもよい。
【００２０】
図３に示されるように、光学受信機２５０は、ＤＶＩ／ＨＤＭＩ送信機２９０を含み、その詳細は、本開示の分野において、及び本開示の範囲を超えて知られている。他の実施形態においては、ＤＶＩ／ＨＤＭＩ送信機２９０及び受信機回路２７０は、単一の論理回路に結合されてもよい。上述したように、受信機回路２７０に対する別の入力は、クロック信号を供給するシステムクロック３００からくる。ある実施形態においては、このクロック信号は、１１０ＭＨｚの信号である。送信機回路２７０は、さらに、ＰＬＬ２８０と通信するものとして示され、ＰＬＬ２８０は、ＤＶＩ／ＨＤＭＩ送信機２９０のビデオクロックの再生成を支援するために用いられてもよい。
【００２１】
ここで、図４を参照すると、図２の送信機回路の一実施形態のブロック図が示される。本実施形態においては、送信機回路４００は、ＨＤＭＩ／ＤＶＩ受信機２１０からの制御データ及び任意の補助データとともに、（２４ビットＲＧＢのような）デジタルビデオデータを受信するために用いられるフロントエンド４０５を含む。フロントエンド４０５は、その後任意のＲＳ（Reed-Solomon）エンコーダ４１０に対してほぼ連続的なデータストリームを出力する。ある実施形態においては、このデータは、１１０ＭＨｚでの
２０ビットのストリーム出力である。入ってくるビデオデータの速度がＲＳエンコーダ４１０の条件を満たすのに十分ではない場合、ＲＳエンコーダ４１０がデータ不足にならないようにヌルワードを発生させるようにしてもよい。ある実施形態においては、ＲＳエンコーダ４１０は、（２１６、２００）のＲＳコードを適用する２つの１０ビットエンコーダからなるようにしてもよい。ＲＳエンコーダ４１０は、それぞれ２００の１０ビットワードのデータを受け取って１６ワードの前方誤り訂正（forward error correction；ＦＥＣ）を追加するようにしてもよい。この符号化方式は、受信機が２１６ワードのＲＳブロックのそれぞれにおいて最大８個の誤りを訂正できるようにする。他の実施形態においては、前方誤り訂正が実行されないようにしてもよい。
【００２２】
ＲＳエンコーダは、その後、データをランダム化する周波数帯変換器（scrambler）４１５に対しデータを出力するようにしてもよい。周波数帯変換器４１５は、データストリームにおいて頻繁に遷移が起こることを保証するためにデータをランダム化するようにしてもよい。頻繁な遷移によって、受信機２７０は、２．２ＧＨｚビットクロックにそれ自身を同期化させ、データを復元することができるようになる。ある実施形態においては、周波数帯変換器１４５は、擬似乱数（pseudo-random number；ＰＲＮ）生成器を用いて、各２０ビットのワードのために２０ビットの乱数を生成するようにしてもよい。入力されるワードは、スクランブルされた出力を生成するために、乱数と排他的論理和演算される。以下で述べるように、スクランブルされたデータを元に戻すために受信機側で同一のＰＲＮ生成器が用いられてもよい。
【００２３】
ヘッダ生成器４２０は、ワードのヘッダを出力するのに用いられてもよい。例えば、ある実施形態においては、２０μＳ毎にヘッダ生成器４２０が４０ワードのヘッダを出力するようにしてもよい。このヘッダの第１の部分（例えば、最初の２０ワード）は、受信機を同期させるのに用いられるプリセットデータからなり、その後に、可変データの第２の部分（例えば、次の２０ワード）が続くようにしてもよい。可変データは、受信機側のための制御情報を含むことができる。
【００２４】
並直列変換器（serializer）４２５は、一実施形態にかかるヘッダ生成器からデータストリームを受信する。並直列変換器４２５は、エンコードされたデータを並列に受け取り、同時に１ビットシフトするのに用いられる。ある実施形態においては、並直列変換器４２５は、トランスミッタ電気光学インタフェース２４０に対して高速ビデオデータストリームを出力する。クロック生成器４３０は、システムクロック（例えば、システムクロックｋ２３０）によって供給されるクロック信号４３５（例えば、１１０ＭＨｚ）に基づくシステムを通じて並列データをシフトするために、並直列変換器４２５によって用いられるクロック（例えば、２．２ＧＨｚ）を合成する。２．２ＧＨｚは、電気光学システム５００がこの特定のビットレートで動作するように調整されるときに用いられるようにしてもよい。
【００２５】
引き続き図４を参照して、コントローラ４４０は、送信機回路４００の様々なコンポーネントを同期させるのに用いられてもよい。ある実施形態において、それは、ヘッダ生成器４２０にヘッダを生成するタイミングを知らせるようにしてもよい。それはまた、周波数帯変換器４１５内のＰＲＮ生成器を初期化するようにしてもよい。さらに、コントローラ４４０はまた、適切な時間にその出力が存在するようにＲＳエンコーダ４１０を開始させるようにしてもよい。ある実施形態においては、コントローラ４４０はまた、ＲＳエンコーダ４１０がいつデータを利用可能になるかをフロントエンド４０５に知らせるようにしてもよい。図４の実施形態において、コントローラ４４０は、ビデオクロック解析器（video clock analyzer；ＶＣＡ）４４５に対してクロックを出力する。ＶＣＡ４４５は、時間間隔毎にビデオクロックの数を数えるために用いられてもよく、結果のカウント数「ｎ」がヘッダの可変データの部分として受信機側に伝送されてもよい。ある実施形態において、「ｎ」は、受信機側でビデオクロックを再生成するために用いられてもよい。
【００２６】
ここで、図５を参照して、図３の受信電気光学インタフェース２６０と通信する図２のトランスミッタ電気光学インタフェース２４０を含む電気光学システム５００の一実施形態のブロック図が示される。本実施形態では、送信電気光学インタフェース２４０は、受信電気光学インタフェース２６０によって受信される光信号５５０を提供する。本実施形態においては、送信機回路２２０は、デジタル電気信号の形式でレーザドライバ５１０にビデオ信号を提供し、レーザドライバ５１０は、レーザダイオード５２０に一連の電位を順番に発生させる。この電位のシーケンスは、レーザダイオード５２０によって信号を光信号５５０に変換するのに用いられる。さらに、受信電気光学インタフェース２６０によって適切に受信できるように光信号５５０を収束するために、コリメータレンズ５３０が用いられてもよい。
【００２７】
光信号５５０を捕捉し、フォトダイオード５６０上に集束するために集束レンズ５４０が用いられてもよい。フォトダイオード５６０は、光信号５５０を受信してデジタル電気信号に変換する。デジタル電気信号は、その後トランスインピーダンス増幅器５７０に渡され、その後、制限増幅器５８０に渡される。
【００２８】
ここで図６を参照して、図３の受信機回路２７０の特定の実施形態のブロック図が示される。特に、データは受信機回路６００によって受信機電気光学インタフェース２６０からクロック／データリカバリ部６１０へ受信される。ある実施形態においては、クロック／データリカバリ部６１０の機能は、元の送信クロック（例えば、２．２ＧＨｚ）を抽出し、受信機回路６００を通してデータを移動させることに用いる送信機のシステムクロック２３０（例えば、１１０ＭＨｚ）を再生成するためにそれを分割することである。さらに、クロック／データリカバリ部６１０はまた、シリアルデータストリーム内で１ワードの終わりの位置と次の開始位置を決定するためにデータを非直列化（deserialize）するようにしてもよい。
【００２９】
ヘッダ検出器６２０は、以前に送信機回路のヘッダ生成器４２０によって挿入されたヘッダを検索するために用いられてもよい。ヘッダが見つかったときは、ヘッダ検出器６２０は、それ自身とデータストリームとを同期させるためにコントローラ６３０に信号を送るようにしてもよい。一度同期された時点で、コントローラ６３０は、受信機回路６００内の他の処理ブロックと同期されるようにしてもよい。
【００３０】
受信機回路６００の残りの処理ブロックは、図４の送信機回路４００の処理ブロックと相互補完的なものである。例えば、デスクランブラ（descrambler）６４０は、ヘッダに続くデータがその前にスクランブルされた値を復元するように、適切な時期にコントローラ６３０によって初期化されるＰＲＮ生成器を含むようにしてもよい。前述したフロントエンド４０５を補完するものであるバンクエンド６６０によって最終処理し分離する（demultiplexing）のに続いて、ＲＳデコーダ６５０は、データをデコードするのに用いられる。ある実施形態において、バックエンド６６０は、データストリームを取得して元のビデオデータ及び制御データを抽出することに関与する。
【００３１】
前述したように、本発明のある側面は、ビデオ送信源１１０と同じ解像度、同じクロック速度でビデオデータをディスプレイ１５０に供給することである。例えば、ＨＤＭＩ及びＤＶＩは、ビデオ送信源１１０がビデオディスプレイ１５０にどのビデオフォーマットがサポートされているかについての問合せを行うための構造を提供する。一度問合せを行えば、ビデオ送信源１１０は、ビデオデータをディスプレイ１５０に送信するのに「最良の」ビデオフォーマットを選択することができる。以下でさらに詳細に述べるように、この問合せの通信は、Ｉ２Ｃリンク上で実行されることができる。
【００３２】
そういうわけで、電気光学システム５００は、ビデオ送信源１１０によってどのビデオフォーマットが選択されるかを知る手段を持たない。従って、一実施形態にかかる電気光学システム５００は、いかなる任意のクロックレートにも対応することができる。
【００３３】
入力されるビデオデータを予め定められたビデオクロックレートを有する標準フォーマットに最初に変換することは可能であるかもしれないが、そのような
付加的な変換操作は、そのような変換の過程における固有の処理オーバヘッドと画像変形のため望ましくない。さらに、そのようなシステムは、オーディオ情報が埋め込まれたデータアイランドをディスプレイが抽出するのに必要とするビデオクロックを、ビデオ変換処理が必然的に変更するという事実のために、ＨＤＭＩデータを受け渡しすることができないであろう。加えて、そのようなシステムは、ＨＤＣＰ方式をサポートできないであろう。ビデオデータが暗号化されている場合に、ディスプレイは、元のビデオクロックなしでデータを復号化することができない。
【００３４】
その結果、ある実施形態においては、ビデオデータは、送信源１１０によって決定されたようにどのようなフォーマットでも適切なビデオクロックで、ビデオ送信源１１０から電気光学システム５００を通してディスプレイ１５０に送信される。ある実施形態では、これは、受信機１４０内でビデオクロックを再生成することによって実現される。システムを通してのビデオデータの流れは、等時間間隔で起こり、再生成されたビデオクロックは、送信源のビデオクロックに対し位相固定されていなければならない。ビデオクックの再生成は、送信機内のビデオクロックカウンタ（例えば、ビデオクロック解析器４４５）及びビデオクロック生成器６８０に結合された受信機内の専用のＰＬＬ（例えば、ＰＬＬ２８０）を用いて実現されることができる。受信機及び送信機両方の終端で、同じ１１０ＭＨｚのクロック信号が基準として用いられる。この１１０ＭＨｚのクロック信号は、送信機から発生し、無線光リンクの至る所でデータを測定するために間接的に用いられる。送信機では、コントローラ４４０は、１１０ＭＨｚのクロックを分割して５０ｋＨｚのクロックを生成する。この５０ｋＨｚのクロックは、その後ビデオクロック解析器４４５に対する基準として用いられることができる。受信機では、コントローラ６３０が１００ＭＨｚのクロックを分割して５０ｋＨｚのクロックを生成する。この５０ｋＨｚのクロックは、ビデオクロック生成器６８０に対する基準として用いられる。ビデオクロック生成器は、５０ｋＨｚの基準クロックと「ｎ」の値とを用いて、元のビデオクロックを再生成する。
【００３５】
前述したように、本発明の一側面は、コンテンツ（例えば、ＤＶＩ及びＨＤＭＩコンテンツ）を無線で送信することを可能にするために制御チャネル通信システムを用いることにある。ある実施形態においては、この制御チャネル通信システムは、低いデータレートの２．４ＧＨｚＲＦリンクによって提供される。他の実施形態は、制御チャネル機能のいくつかを光リンクで実装するようにしてもよい。
【００３６】
別の実施形態においては、ＲＦリンクは、ディスプレイの必要なＩ２Ｃクエリを実行するために用いられる。Ｉ２Ｃは、家庭用電化製品においてコンポーネントを制御するために用いられるインタフェースである。Ｉ２Ｃの１つの応用例は、鍵及び他の情報を送信源（例えば、ＤＶＤプレイヤー）と受信側（例えば、ディスプレイ）との間で、ＤＶＩ／ＨＤＭＩケーブルを介して交換するためのＨＤＣＰ（High-bandwidth Digital Content Protection）である。Ｉ２Ｃは、家庭用電化システムにおいてコンポーネントを制御するために２つのワイヤ上で用いられるメモリバスのようなプロトコルである。例えばマイクロコントローラのようなマスタは、１または複数のスレーブ機器のレジスタの記憶位置からコマンドを書き込みし、状態を読み出すことができる。装置のバッファリングによって有線の拡張は可能であるが、メモリバスのプロトコル特性によって、リアルタイムの無線拡張は難しくなる。接続を無線に変換することによって、最小のデータ転送待ち時間でリアルタイムな応答を維持することが必要とされる。
【００３７】
ここで、図７を参照して、制御チャネル通信システム４００をどのようにして実装するかの一実施形態が示される。本実施形態では、マスタ７１０は、スレーブシミュレータ７２０と無線で通信し、スレーブ装置７５０は、マスタシミュレータ７４０と無線で通信する。ある実施形態においては、マスタは送信機１２０であり、スレーブ７５０は、受信機１４０である。さらに、スレーブシミュレータ７２０及びマスタシミュレータ７４０を構成するコンポーネントは、全体的あるいは部分的に、送信機１２０及び受信機１４０とそれぞれ一体化されるようにしてもよい。さらに、一実施形態において無線リンク７３０は、２．４ＧＨｚのＲＦリンクであるが、同様に他のいかなる種類の無線リンクであってもよいと理解されるであろう。
【００３８】
マスタ７１０からスレーブ７５０への書き込みと同時に、アドレス及びデータ情報は、最小のオーバヘッドで単に中継される。このことによって、適切なハンドシェークで書き込みを捕捉し、コンテンツを無線プロトコルにラップ（wrap）し、受信側で書き込み操作を再構成する。ある実施形態においては、これは、スレーブシミュレータ７２０がコマンドを受信し、その後、スレーブ７５０上に順番にコマンドを送信するマスタシミュレータ７４０にそれをリンク上で渡すことで開始する「格納及び転送」操作として実装されることができる。数ミリ秒の終端間の遅延は生じるが、全てのプロトコルのタイミングに対応する。
【００３９】
Ｉ２Ｃの読み込みは、即時応答を期待する。必要なデータの返送に続くリンク上で読み込みコマンドを送信するための十分な時間がない。従って、ある実施形態においては、各々の側でシャドウメモリを用いるようにしてもよい。これらのメモリは、スレーブ装置のレジスタ内で見つかったものを反映するようにしてもよい。リンクのスレーブ側は、装置のレジスタをポーリングし、ローカルなシャドウコピーを維持するようにしてもよい。データの変更が通知されたときは、マスタ側のシャドウに対しリンク７３０上に更新情報が送信されるようにしてもよい。このデータは、その後マスタ７１０で必要に応じて利用可能であってもよい。この件に関して、全てのＩ２Ｃプロトコルのタイミングが維持され、マスタ７１０では実際の装置にアクセスしていないことが全く分からない。
【００４０】
別の実施形態においては、スレーブシミュレータ７２０内のシャドウメモリは、デュアルポートＲＡＭとして実装されてもよく、マスタシミュレータ７４０によってカレント（current）を維持してもよい。実際の装置のデータ内のいかなる変更も、スレーブシミュレータ７２０に送信される更新情報を有するマスタシミュレータ７４０によって通知されるようにしてもよい。
【００４１】
前述したように、第２のシャドウメモリが、実際のスレーブ装置７５０に接続されたマスタシミュレータ７４０内で維持されるようにしてもよい。それは、スレーブデータが変更されるタイミングを決定するための参照値を格納するために用いられてもよい。マスタシミュレータ７４０は、例えば、全ての可能なサブアドレスを通じてスレーブ７５０をポーリングすることによって、または、その代わりに、単に揮発性である周知のものに接触することによって両方のメモリをカレント（current）に保つようにしてもよい。
【００４２】
様々な実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、さらに変更可能であると理解されるであろう。本明細書は、一般には本発明の原理に従う本発明のいかなる変形、利用、あるいは適用も保護することを意図するものであり、周知の範囲及び本発明に関連する技術分野の通例の習慣の範囲内にある、現在の開示内容から逸脱しない事項を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の原理にかかるデジタルビデオシステムのためのシステムレベル図の一実施形態である。
【図２】本発明の１または複数の側面を実現可能な光学送信機の一実施形態である。
【図３】本発明の１または複数の側面を実現可能な光学受信機の一実施形態である。
【図４】図２の送信機回路のより詳細な図である。
【図５】図２の光学送信機と図３の光受信機との間の電気光学インタフェースの一実施形態である。
【図６】図２の受信機回路のより詳細な図である。
【図７】本発明の原理に従って実装された制御チャネルシステムの一実施形態である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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