ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ
ELECTRONIC DEVICE, SIGNAL TRANSMISSION DEVICE AND SIGNAL TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электронному устройству, устройству передачи сигналов и к способу передачи сигналов. Более конкретно, настоящее изобретение относится к распределению и коммутации сигнала, а также к сбору (объединению) сигнала.
Уровень техники
В качестве способа для реализации высокоскоростной передачи сигналов в пределах одного электронного устройства или между электронными устройствами, расположенными на относительно коротком расстоянии (например, на расстоянии нескольких сантиметров или десяти с небольшим сантиметров) между ними, известна, например, LVDS (передача дифференциальных сигналов низкого напряжения). Однако, учитывая последнее постоянное увеличением объема и скорости передаваемых данных, могут возникнуть следующие проблемы: повышенное потребление энергии, повышение влияния искажений сигнала, из-за отражения и т.п., увеличенное нежелательное излучение и т.п. Например, когда видеосигналы (включающие в себя сигналы изображения) или сигналы компьютерных изображений и т.п. передают с высокой скоростью (в режиме реального времени) внутри устройства, LVDS достигает своего предела.
Для того чтобы справиться с проблемами, связанными с увеличением скорости передаваемых данных, существует способ увеличения количества проводов и передачи сигналов по параллельным каналам для уменьшения скорости передачи сигнала в каждой линии. Однако это может привести к увеличению количества входных/выходных выводов. Следовательно, это потребует сделать печатную плату или провода кабелей более сложными, увеличит размер полупроводниковой микросхемы и т.п. Кроме того, когда высокоскоростные данные большого объема направляют, используя провода, может возникнуть проблема так называемого нарушения электромагнитного поля.
Все проблемы, связанные с LVDS и способом увеличения количества проводов, связаны с передачей сигналов по электрическим проводам. Поэтому, в качестве способа для решения проблем, связанных с передачей сигналов по электрическим проводам, предложен способ сделать электрические провода беспроводными для передачи.
Например, в каждом из JP 2005-204221А и JP 2005-223411А предложено выполнять беспроводную передачу сигналов в пределах корпуса и использовать способ передачи данных UWB (ультраширокая полоса). В способе передачи данных UWB, описанном в двух ссылках на патентную литературу, используется низкая несущая частота, и, таким образом, он не пригоден для обеспечения высокоскоростного обмена данными, требуемого, например, для передачи видеосигналов. Кроме того, возникает проблема с размерами, поскольку требуется увеличенный размер антенны. Кроме того, поскольку частота, используемая для передачи, близка к частоте обработки другого сигнала в основной полосе пропускания, возникает проблема, состоящая в том, что весьма вероятно возникают взаимные помехи между беспроводным сигналом и сигналом в основной полосе пропускания. Кроме того, когда несущая частота низкая, она в большей степени подвержена влиянию шумов системы управления в устройстве. Таким образом, требуется принять меры против этого.
В отличие от этого, в каждом из JP H10-256478A и US 5754948A описано использование несущей частоты в миллиметровом диапазоне волн. Как описано в этих двух патентных литературах, когда используется несущая частота в миллиметровом диапазоне волн с более короткой длиной волны, проблемы размера антенны и влияния шумов системы управления могут быть решены.
Список литературы
Патентная литература
Патентная литература 1: 2005-204221А JP
Патентная литература 2: 2005-223411А JP
Патентная литература 3: JP H10-256478A
Патентная литература 4: US 575494A
Сущность изобретения
Техническая задача
В частности, при передаче электрического сигнала может быть выполнено любое из следующих, в зависимости от применения: распределение сигнала, при котором идентичные сигналы передают во множество участков, коммутация сигнала, при которой один сигнал передают в любой один из множества участков, и сбор сигнала (объединение), при котором сигналы передают так, что сигналы от множества участков собирают в одном участке. Для реализации этого используется схема, называемая разделителем, аналоговым переключателем и т.п., но она может дополнительно увеличить трудности при конструировании электрических проводов (включая в себя структуры на печатной плате), что может привести к проблеме увеличенного количества цепей и периферийных компонентов, а также к увеличенному количеству проводов. Меры, предпринимаемые против этого, также могут привести к проблеме, связанной с тем, что схемы становятся более сложными.
Учитывая описанное выше, цель состоит в том, чтобы обеспечить изобретение, которое может выполнять распределение сигнала, коммутацию сигнала и сбор сигнала, используя более простую конфигурацию.
Решение задачи
В устройстве передачи сигналов, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, модуль обработки сигналов в предыдущем каскаде, который выполняет заданную обработку сигналов для сигнала, предназначенного для передачи, модуль модуляции, который модулирует обрабатываемый сигнал, выводимый из модуля обработки сигналов в предыдущем каскаде, модуль передачи, который передает сигнал, модулированный модулем модуляции, как беспроводный сигнал, модуль приема, который принимает беспроводный сигнал, передаваемый из модуля передачи, модуль демодуляции, который демодулирует сигнал, принимаемый модулем приема, и модуль обработки сигналов последующего каскада, который выполняет заданную обработку сигналов для сигнала, демодулированного модулем демодуляции, расположены в заданных положениях внутри корпуса. Канал беспроводной передачи сигнала, который обеспечивает радиопередачу, сформирован между точкой беспроводной передачи сигнала в модуле передачи и точкой беспроводного приема сигнала в модуле приема, и множество каналов передачи данных может быть сформировано между точкой (точками) передачи и точкой (точками) приема внутри одного канала беспроводной передачи сигнала. Таким образом, по меньшей мере, может быть выполнено одно из следующих: распределение сигнала, при котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, распределяют по множеству модулей приема путем передачи идентичных беспроводных сигналов, передаваемых из одной точки передачи во множество точек приема, используя множество каналов передачи данных, коммутация сигнала, при которой место назначения сигналов, предназначенных для передачи, переключают, используя множество каналов коммутации, или сбор сигнала, при котором множество сигналов, которые должны быть переданы, собирают в один модуль приема путем передачи соответствующих беспроводных сигналов, передаваемых из множества точек передачи в одну точку приема, используя соответствующие каналы передачи.
Способ передачи сигналов в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения обеспечивает возможность формирования множества каналов передачи данных между точкой (точками) беспроводной передачи сигнала в модуле передачи, который передает как беспроводный сигнал сигнал, полученный путем обработки сигнала, предназначенного для передачи, и точкой (точками) беспроводного приема сигнала в модуле приема, который принимает беспроводные сигналы, передаваемые из модуля передачи. Таким образом, по меньшей мере, выполняется одно из следующих: распределение сигнала, при котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, распределяют для множества модулей приема путем передачи идентичных беспроводных сигналов, передаваемых из одной точки передачи во множество точек приема, используя множество каналов передачи данных, коммутация сигналов, при которой место назначения сигнала, предназначенного для передачи, переключают, используя множество каналов передачи данных, или сбор сигналов, при котором множество сигналов, предназначенных для передачи, собирают в одном модуле приема путем передачи соответствующих беспроводных сигналов, передаваемых из множества точек передачи в одну точку приема, используя соответствующие каналы передачи данных.
Электронное устройство, в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, представляет собой электронное устройство, которое применяет устройство передачи сигналов, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, и "распределение сигнала" в способе передачи сигналов, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, описанным выше. Электронное устройство, в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, представляет собой электронное устройство, которое применяет устройство передачи сигналов, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, и "коммутацию сигналов" в способе передачи сигналов, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, описанным выше. Электронное устройство, в соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, представляет собой электронное устройство, которое применяет устройство передачи сигналов, в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, и "сбор сигналов" в способе передачи сигналов, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, описанным выше.
В частности, в каждом из электронного устройства, в соответствии с третьим аспектом, электронного устройства, в соответствии с четвертым аспектом, и электронного устройства, в соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, модуль передачи, который передает сигнал, предназначенный для передачи, как беспроводный сигнал, и модуль приема, который принимает беспроводный сигнал, переданный из модуля передачи, установлены внутри корпуса. Канал беспроводной передачи сигнала, который обеспечивает возможность радиопередачи, сформирован между точкой передачи беспроводного сигнала в модуле передачи и точкой приема беспроводного сигнала в модуле приема, и множество каналов передачи данных может быть сформировано между точкой (точками) передачи и точкой (точками) приема в пределах одного канала беспроводной передачи сигнала.
В электронном устройстве, в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, идентичные беспроводные сигналы, передаваемые из одной точки передачи, передают во множество точек приема, используя множество каналов передачи данных, таким образом, что может быть выполнено распределение сигнала, при котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, распределены по множеству модулей приема.
В электронном устройстве, в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, может быть выполнена коммутация сигналов, при которой место назначения сигнала, которое должно быть передано, собирают в модуль приема сигнала.
В электронном устройстве, в соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, соответствующие беспроводные сигналы, передаваемые из множества точек передачи, передают в одну точку приема, используя соответствующие каналы передачи данных, в результате чего может быть выполнен сбор сигнала, при котором множество сигналов, которое должно быть передано, переключают, используя множество каналов передачи данных.
Каждое из электронных устройств, описанных в зависимых пунктах формулы изобретения, направленных на электронные устройства в соответствии с третьим аспектом, четвертым аспектом и пятым аспектом настоящего изобретения, определяет дополнительный предпочтительный конкретный пример электронного устройства в соответствии с каждым из третьего аспекта, четвертого аспекта и пятого аспекта настоящего изобретения. Кроме того, различные технологии и способы, применяемые в каждом из электронных устройств, представленные в зависимых пунктах формулы изобретения электронных устройств в соответствии с третьим аспектом, четвертым аспектом и пятым аспектом настоящего изобретения, аналогично могут применяться в каждом устройстве передачи сигналов в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения и в способе передачи сигналов в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения.
В каждом из первого-пятого аспектах настоящего изобретения сигналы, предназначенные для передачи, передают, как беспроводные сигналы. В этом случае реализуют распределение сигнала, коммутацию сигнала или сбор сигнала, используя беспроводные сигналы через множество каналов передачи данных. Поскольку участок, на котором передачу сигналов по электрическому проводу, не предусмотрен на участке, где реализованы распределение сигнала, коммутация сигнала или сбор сигнала, распределение сигнала, коммутация сигнала или сбор сигнала могут быть выполнены с использованием простой конфигурации.
Предпочтительные эффекты изобретения
В соответствии с настоящим изобретением распределение сигнала, коммутация сигнала и сбор сигнала могут быть выполнены с помощью простой конфигурации.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема образцовой конфигурации, описывающей интерфейс сигнала устройства передачи сигналов данного варианта осуществления, исходя из аспекта функциональной конфигурации.
На фиг.2 показана первая основная конфигурация, описывающая интерфейс сигнала устройства передачи сигналов данного варианта осуществления, исходя из аспекта функциональной конфигурации.
На фиг.3 показана вторая основная конфигурация, описывающая интерфейс сигнала устройства передачи сигналов данного варианта осуществления, исходя из аспекта функциональной конфигурации.
На фиг.4 показана третья основная конфигурация, описывающая интерфейс сигнала устройства передачи сигналов данного варианта осуществления, исходя из аспекта функциональной конфигурации.
На фиг.5(А) и фиг.5(В) показаны схемы, каждая из которых описывает интерфейс сигнала устройства передачи сигналов сравнительного примера, исходя из аспекта функциональной конфигурации.
На фиг.6 показана схема, представляющая всю конфигурацию варианта 1 осуществления.
На фиг.7 показана схема, представляющая пару систем передачи/приема во всей конфигурации варианта 1 осуществления.
На фиг.8 показана схема, представляющая систему обработки сигнала на стороне передачи и систему обработки сигнала на стороне приема.
На фиг.9 показана схема, представляющая пример направленности антенны.
На фиг.10 показана схема, представляющая всю конфигурацию варианта 2 осуществления.
На фиг.11А-фиг.11С показаны схемы, каждая из которых описывает концепцию мультиплексирования с пространственным разделением, принятую в варианте 2 осуществления.
На фиг.12 показана схема, представляющая вариант 3 осуществления.
На фиг.13 показана схема, представляющая вариант 4 осуществления.
На фиг.14 показана схема, представляющая вариант 5 осуществления.
На фиг.15 показана схема, представляющая вариант 6 осуществления.
На фиг.16 показана схема, представляющая вариант 7 осуществления.
На фиг.17 показана схема, представляющая вариант 8 осуществления.
На фиг.18 показана схема, представляющая вариант 9 осуществления.
На фиг.19 показана схема, представляющая вариант 10 осуществления.
На фиг.20(А) и фиг.20(В) показаны схемы, каждая из которых описывает первый пример электронного устройства варианта 11 осуществления.
На фиг.21(А) и фиг.21(В) показаны схемы, каждая из которых описывает второй пример электронного устройства варианта 11 осуществления.
На фиг.22(А)-фиг.22(С) показаны схемы, каждая из которых описывает третий пример электронного устройства варианта 11 осуществления.
Подробное описание изобретения
Ниже, со ссылкой на чертежи, будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Описание будет представлено в следующем порядке.
1. Общая конфигурация
2. Система обработки обмена данными: Образцовая конфигурация
3. Система обработки обмена данными: Основная конфигурация 1 - Основная конфигурация 3
4. Вариант 1 осуществления: Примерное приложение первой основной конфигурации
5. Вариант 2 осуществления: Прием мультиплексирования с пространственным разделением каналов
6. Вариант 3 осуществления: Генерирование одного сигнала на стороне приема на основе множества сигналов
7. Вариант 4 осуществления: Множество способов для обработки сигналов, получаемых с помощью одного электронного устройства на стороне приема
8. Вариант 5 осуществления: Коммутация сигналов в соответствии с относительным движением между передатчиком и приемником → применение во вращающейся структуре
9. Варианты: Вариант 6 осуществления - Вариант 10 осуществления (Варианты Варианта 1 осуществления - Варианта 5 осуществления)
10. Вариант 11 осуществления: Пример применения в электронных устройствах
Общая конфигурация (Устройство радиопередачи, способ радиопередачи)
В первой конфигурации данного варианта осуществления, который соответствует первому аспекту и второму аспекту настоящего изобретения, устройство радиопередачи выполнено так, что оно имеет, по меньшей мере, один из модуля передачи (например, модуль соединения канала передачи на стороне передачи) или модуля приема (например, модуль соединения канала передачи на стороне приема). Модуль передачи передает сигнал, предназначенный для передачи, как беспроводный сигнал. Модуль приема принимает беспроводный сигнал, переданный из модуля передачи. По меньшей мере, один из предыдущего каскада модуля передачи или последующего каскада модуля приема дополнительно включает в себя модуль обработки сигналов. Модуль обработки сигналов выполняет заданную обработку сигналов. Например, модуль обработки сигналов предшествующего каскада, который выполняет заданную обработку сигналов для сигнала, предназначенного для передачи, и модуль модуляции, который модулирует обрабатываемый сигнал, выводимый из модуля обработки сигналов предшествующего каскада, предусмотрены на стороне передачи. Модуль демодуляции, который демодулирует сигнал, принятый модулем приема, и модуль обработки сигналов последующего каскада, который выполняет заданную обработку сигналов для сигнала, демодулированного модулем демодуляции, предусмотрены на стороне приема. Множество каналов передачи данных может быть сформировано между точкой (точками) беспроводной передачи сигнала в модуле передачи и точкой (точками) беспроводного приема сигнала в модуле приема, таким образом, что, по меньшей мере, одно из следующего может быть выполнено: распределение сигнала, в котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, распределяют во множество модулей приема, путем передачи идентичных беспроводных сигналов, переданных из одной точки передачи во множество точек приема, используя множество каналов передачи данных, коммутация сигнала, при которой место назначения сигнала, предназначенного для передачи, переключают, используя множество каналов передачи данных, или сбор сигналов, при котором множество сигналов, предназначенных для передачи, собирают в один модуль приема, путем передачи соответствующих беспроводных сигналов, переданных из множества точек передачи в один модуль приема, используя соответствующие каналы передачи данных.
Будучи представленной "количеством точек передачи": "количеством точек приема," в основной конфигурации для выполнения распределения сигнала, коммутации сигнала или сбора сигнала может использоваться одна из "конфигурации 1:N," "конфигурации М:1" или "конфигурации M:N".
Например, в качестве первой основной конфигурации для выполнения распределения сигнала, может быть принята так называемая "конфигурация 1:N", в которой множество точек приема размещены относительно одной точки передачи. Таким образом, размещение множества точек приема относительно одной точки передачи позволяет разместить множество каналов передачи данных между точкой передачи и точками приема. Затем исполняют распределение сигнала, при котором сигналы, предназначенные для передачи, которые были переданы из одной точки передачи, передают во множество точек приема.
В качестве второй основной конфигурации для выполнения распределения сигнала может быть принята так называемая "конфигурация M:N", в которой множество точек приема расположены относительно множества точек передачи. Таким образом, размещение множества точек приема относительно множества точек передачи позволяет разместить множество каналов передачи данных между точками передачи и точками приема. Затем выполняют такое распределение сигналов, при котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, которые были переданы из любых из множества точек передачи, передают во множество точек приема.
В качестве первой основной конфигурации для выполнения коммутации сигналов может быть принята так называемая "конфигурация 1:N", при которой множество точек приема расположены относительно одной точки передачи. Таким образом, размещение множества точек приема относительно одной точки передачи позволяет разместить множество каналов передачи данных между точкой передачи и точками приема. Затем выполняют коммутацию сигнала, при которой сигнал, который был передан из одной точки, избирательно передают в любую из множества точек приема.
В качестве второй основной конфигурации для выполнения коммутации сигнала может быть принята так называемая "конфигурация М:1", при которой одна точка приема размещена относительно множества точек передачи. Таким образом, размещение одной точки приема относительно множества точек передачи позволяет разместить множество каналов передачи данных между точками передачи и точкой приема. Затем выполняют коммутацию сигнала, при которой сигнал, предназначенный для передачи, который был передан из любых из множества точек передачи, избирательно передают в одну точку приема.
В качестве третьей основной конфигурации для выполнения коммутации сигнала может быть принята так называемая "конфигурация M:N", в которой множество точек приема размещены относительно множества точек передачи. Таким образом, размещение множества точек приема относительно множества точек передачи обеспечивает возможность разместить множество каналов передачи данных между точками передачи и точками приема. Затем выполняют коммутацию сигнала, при которой сигнал, предназначенный для передачи, который был передан из любого из множества точек передачи, избирательно передают в любое из множества точек приема.
В качестве первой основной конфигурации для выполнения сбора сигнала может быть принята так называемая "конфигурация М:1", при которой одну точку приема размещают относительно множества точек передачи. Таким образом, размещение одной точки приема относительно множества точек передачи позволяет разместить множество каналов передачи данных между точками передачи и точкой приема. Затем делают возможным выполнение сбора сигнала, при котором сигналы, предназначенные для передачи, которые были переданы из множества точек передачи, собирают в одной точке приема.
В качестве второй основной конфигурации для выполнения сбора сигнала может быть принята так называемая "конфигурация M:N", при которой множество точек приема размещены относительно множества точек передачи. Таким образом, размещение множества точек приема относительно множества точек передачи обеспечивает возможность размещения множества каналов передачи данных между точками передачи и точками приема. Затем делают возможным исполнение сбора сигнала, при котором в отношении, по меньшей мере, одной из множества точек приема сигналы, которые должны быть переданы, которые были переданы из множества точек передачи, собирают в одной точке приема.
В любом случае, зазор между точкой (точками) передачи и точкой (точками) приема (расстояние от канала к каналу: обычно расстояние от антенны к антенне) предпочтительно устанавливают следующим образом так, чтобы передачу сигналов можно было выполнять одновременно. Таким образом, зазор между точкой (точками) передачи и точкой (точками) приема устанавливают в пределах диапазона, в котором идентичные сигналы, предназначенные для передачи, которые были переданы из точки передачи, могут быть одновременно приняты во множестве точек приема, или диапазона, в котором множество сигналов, предназначенных для передачи, могут быть приняты в одной точке приема.
Кроме того, в любом случае, сторона передачи предпочтительно передает информацию для идентификации точки приема для приема сигнала, предназначенного для передачи, который был передан из точки передачи, вместе с сигналом, предназначенным для передачи. Кроме того, сторона приема предпочтительно выполняет управление, следует или нет принять и демодулировать сигнал, предназначенный для передачи, который был передан из точки передачи, на основе информации для идентификации точки приема.
Кроме того, в любом случае, точка (точки) передачи и точка (точки) приема могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга. Такая конфигурация может способствовать, когда присутствует множество электронных устройств (например, твердотельных устройств формирования изображения или микросхем обработки данных), переключению между электронными устройствами путем перемещения антенны на стороне передачи или на стороне приема для канала радиопередачи (электромагнитной волны) или путем перемещения электронного устройства на стороне передачи или на стороне приема.
Кроме того, в любом случае, взаимные помехи или перекрестные помехи, предпочтительно, предотвращаются путем использования множества каналов передачи данных в разные моменты времени (в разное время), используя мультиплексирование с разделением по времени или одновременно используя множество каналов передачи данных, применяя способ мультиплексирования, такой как мультиплексирование с частотным разделением или мультиплексирование с кодовым разделением.
Для того чтобы применять мультиплексирование с пространственным разделением, например, канал беспроводной передачи данных между точкой передачи и точкой приема, предпочтительно, разрабатывают так, чтобы он имел структуру, в которой беспроводный сигнал передают, в то время как он ограничен каналом передачи. В качестве альтернативы, канал беспроводной передачи сигнала между точкой передачи и точкой приема предпочтительно разработан, как свободное пространство, которое не имеет структуры, в котором беспроводный сигнал передают так, что он ограничен в пределах канала передачи, и расстояние между соседней парой точки передачи и точки приема обеспечивает возможность выполнения независимого обмена данными между соседней парой (то есть, исключает взаимные помехи или перекрестные помехи).
Предпочтительно, дополнительная точка передачи и точка приема могут быть размещены в пределах зоны охвата передачи. Например, пространство и структура для вставки передающей антенны или приемной антенны предпочтительно предусмотрены для канала радиопередачи, который расположен между комбинацией радиопередатчика и антенны на стороне передачи и комбинацией радиоприемника и антенны на стороне приема таким образом, что передача сигналов также может быть выполнена между другим радиопередатчиком и радиоприемником, добавленным путем вставки антенны.
Предпочтительно, множество точек беспроводной передачи сигнала в модуле передачи и множество точек беспроводного приема сигнала в модуле приема, из которых может быть сформирована пара, предусмотрены так, что обработку сигналов выполняют, используя сигнал, получаемый каждой парой. Например, один сигнал предпочтительно генерируют, используя сигнал, полученный каждой парой.
Предпочтительно, множество точек беспроводной передачи сигнала в модуле передачи и множество точек беспроводного приема сигнала в модуле приема, из которых может быть составлена пара, предусмотрены так, что распределение сигнала, коммутация сигнала или сбор сигнала выполняют в каждой паре. Например, сигнал с разными свойствами предпочтительно получают путем выполнения обработки сигналов с разными свойствами на основе беспроводных сигналов, излучаемых из идентичной точки передачи.
(Электронное устройство)
В соответствии с электронным устройством в данном варианте осуществления, который соответствует третьему аспекту настоящего изобретения, четвертому аспекту настоящего изобретения и пятому варианту осуществления настоящего изобретения, одно электронное устройство может быть построено с конфигурацией устройства, в которой каждый модуль размещен внутри одного корпуса. В качестве альтернативы, комбинация из множества устройств (электронных устройств) может составлять одно электронное устройство. Устройство передачи сигналов (устройство радиопередачи) в данном варианте осуществления используется для электронного устройства, такого как, например, устройство цифровой записи/воспроизведения, устройство наземного телевизионного приемника, устройство портативного телефона, игровое устройство или компьютер.
В следующем описании устройства передачи сигналов в данном варианте осуществления используется несущая частота в миллиметровом диапазоне волн (длины волн 1-10 мм). Однако несущая частота не ограничена миллиметровым диапазоном волн, и данный вариант осуществления также можно применять для случая, в котором, например, используется субмиллиметровый диапазон волн с более короткой длиной волны или несущая частота вокруг миллиметрового диапазона волн.
При построении устройства передачи сигналов устройство передачи сигналов может иметь только сторону передачи, только сторону приема или как сторону передачи, так и сторону приема. Сторона передачи и сторона приема соединены вместе через канал беспроводной передачи сигнала (например, канал передачи сигналов миллиметровых волн). Сигнал, предназначенный для передачи, передают после его преобразования на частоту в миллиметровом диапазоне волн, которая пригодна для передачи в широкой полосе. Например, первый модуль передачи данных (первое устройство передачи миллиметровых волн) и второй модуль передачи данных (второе устройство передачи миллиметровых волн) составляет устройство передачи сигналов. Между первым модулем передачи данных и вторым модулем передачи данных, которые расположены на относительно коротком расстоянии между собой, сигнал, предназначенный для передачи, преобразуют в сигнал миллиметровых волн и затем сигнал миллиметровых волн передают через канал передачи сигналов миллиметровых волн. "Радиопередача" в этом данном варианте осуществления означает, что сигнал, предназначенный для передачи, передают, не используя типичный электрический провод (простой проводной кабель), но с помощью радио (в данном примере, миллиметровых волн).
"Относительно короткое расстояние" означает, что расстояние короче, чем расстояние между устройствами передачи данных, используемыми для широковещательной передачи или типичной радиопередачи вне помещения (снаружи), и при этом ожидается, что зона охвата передачи может быть, по существу, идентифицирована, как замкнутое пространство. "Замкнутое пространство" означает пространство, имеющее малый уровень утечки радиоволн изнутри пространства наружу и имеющее малое количество поступающих (вторгающихся) радиоволн снаружи внутрь пространства, и обычно означает состояние, в котором все пространство окружено корпусом (кожухом), обладающим эффектом экранирования от радиоволн. Например, "замкнутое пространство" соответствует обмену данными между подложками внутри кожуха одного электронного устройства, обмену данными между микросхемами на одной подложке или обмену данными между устройствами в состоянии, в котором множество электронных устройств интегрированы в состоянии, в котором одно электронное устройство установлено на другом электронном устройстве. Термин "интегрирован" обычно может быть представлен на примере состояния, в котором два электронных устройства полностью находятся в контакте друг с другом в результате монтажа, но это приемлемо, если только зона охвата передачи между двумя электронными устройствами может быть, по существу, идентифицирована, как замкнутое пространство. Например, оно включает в себя случай, в котором два электронных устройства расположены на расстоянии друг от друга более или менее, с относительно коротким расстоянием между ними, например, несколько сантиметров, десять с небольшим сантиметров и т.п., и, таким образом, эти два электронных устройства можно рассматривать, как являющиеся, "по существу", интегральными. В сумме приемлемо, чтобы по мере того, как два этих электронных устройства находятся в состоянии, в котором существует малый уровень утечки радиоволн изнутри пространства, через которое могут распространяться радиоволны, сформированные двумя электронными устройствами, наружу и имеется также малое количество точек поступления (вторжения) радиоволн снаружи внутрь этого пространства.
Ниже передача сигналов, выполняемая внутри корпуса одного электронного устройства, будет называться передачей сигналов внутри корпуса, и передача сигналов, выполняемая в состоянии, в котором множество электронных устройств интегрированы (ниже "по существу интегрированы", также включено), будет называться передачей сигнала между устройствами. В случае передачи сигналов внутри корпуса устройство передачи сигналов, которое включает в себя устройство передачи данных на стороне передачи (модуль передачи данных: модуль передачи), и устройство передачи данных на стороне приема (модуль передачи данных: модуль приема), расположенное внутри того же корпуса, и также включает в себя канал беспроводной передачи сигнала, сформированный между модулями передачи данных (модуль передачи и модуль приема), используется, как электронное устройство. В то же время, в случае передачи сигналов между устройствами, устройство передачи сигналов выполнено так, что устройство передачи данных на стороне передачи (модуль передачи данных: модуль передачи) и устройство передачи данных на стороне приема (модуль передачи данных: модуль приема) расположены в пределах корпусов разных электронных устройств, и канал беспроводной передачи сигнала сформирован между модулями передачи данных (модуль передачи и модуль приема) двух электронных устройств, когда эти два электронных устройства расположены в заданных положениях и являются интегрированными.
Каждое устройство передачи данных, имеющее канал передачи сигналов миллиметровых волн, расположенный между ними, выполнено так, что система передачи и система приема формируют пару. Когда в каждом устройстве передачи данных предусмотрены как система передачи, так и система приема, становится возможным двусторонний обмен данными. Когда в каждом устройстве передачи данных предусмотрены как система передачи, так и система приема, передача сигналов между одним устройством передачи данных и другим устройством передачи данных может быть выполнена любым одним способом (в одном направлении) или двумя способами. Например, когда первый модуль передачи данных представляет собой сторону передачи и второй модуль передачи данных находится на стороне приема, модуль передачи размещен в первом модуле передачи данных, и модуль приема размещен во втором модуле передачи данных. Когда второй модуль передачи данных находится на стороне передачи и первый модуль передачи данных находится на стороне приема, модуль передачи размещен во втором модуле передачи данных, и модуль приема размещен в первом модуле передачи данных.
Модуль передачи включает в себя, например, модуль генерирования сигнала на стороне передачи, который выполняет обработку сигналов для сигнала, предназначенного для передачи, для генерирования сигнала миллиметровых волн (модуль преобразования сигнала, который преобразует электрический сигнал, предназначенный для передачи, в сигнал миллиметровых волн), и модуль соединения сигнала на стороне передачи, который соединяет сигнал миллиметровых волн, генерируемый модулем генерирования сигнала на стороне передачи, с каналом передачи, по которому передают сигнал миллиметровых волн (канал передачи сигналов миллиметровых волн). Предпочтительно, модуль генерирования сигнала на стороне передачи интегрирован с функциональным модулем, который генерирует сигнал, предназначенный для передачи.
Например, модуль генерирования сигнала на стороне передачи имеет схему модуляции, и схема модуляции модулирует сигнал, предназначенный для передачи. Модуль генерирования сигнала на стороне передачи преобразует частоту сигнала, которая была модулирована с помощью схемы модуляции, для генерирования сигнала миллиметровых волн. В принципе, сигнал, предназначенный для передачи, может быть преобразован непосредственно в сигнал миллиметровых волн. Модуль соединения сигнала на стороне передачи подает сигнал миллиметровых волн, генерируемый модулем генерирования сигнала на стороне передачи, в канал передачи сигналов миллиметровых волн.
Модуль приема включает в себя, например, модуль соединения сигнала на стороне приема, который принимает сигнал миллиметровых волн, переданный через канал передачи сигналов миллиметровых волн, и модуль генерирования сигнала на стороне приема, который выполняет обработку сигналов для сигнала миллиметровых волн (входных сигналов), принятых модулем соединения сигнала на стороне приема, для генерирования нормального электрического сигнала (сигнала, предназначенного для передачи) (модуль преобразования сигнала, который преобразует сигнал миллиметровых волн в электрический сигнал, предназначенный для передачи). Предпочтительно, модуль генерирования сигнала на стороне приема интегрирован с функциональным модулем, который принимает сигнал, предназначенный для передачи. Например, модуль генерирования сигнала на стороне приема имеет схему демодуляции и преобразует частоту сигнала миллиметровых волн для генерирования выходного сигнала и затем схема демодуляции демодулирует выходной сигнал для генерирования сигнала, предназначенного для передачи. В принципе, сигнал миллиметровых волн может быть преобразован непосредственно в сигнал, предназначенный для передачи.
Таким образом, при сопряжении сигнала, сигнал, предназначенный для передачи, передают, используя сигнал миллиметровых волн без контактного узла или кабеля (то есть не используя электрический провод). Предпочтительно, по меньшей мере, выполняют передачу сигналов (в частности, видеосигналов, которые требуется передавать с высокой скоростью и в большом объеме, высокоскоростных сигналов тактовой частоты и т.п.), используя сигнал миллиметровых волн. В общем, выполняют передачу сигналов, которую обычно выполняют, используя электрический провод, используя сигнал миллиметровых волн в данном варианте осуществления. В результате выполнения передачи сигналов в полосе миллиметровых волн становится возможным реализовать высокоскоростную передачу сигналов порядка Гбит/с, и легко ограничить зону охвата сигналов миллиметровых волн, и также получить эффекты, связанные с такими рабочими характеристиками.
Здесь становится возможным, если только каждый модуль соединения сигнала выполнен так, что первый модуль передачи данных и второй модуль передачи данных могут передавать сигналы миллиметровых волн через канал передачи сигналов миллиметровых волн. Например, каждый модуль соединения сигнала может иметь структуру антенны (модуль соединения антенны) или может иметь структуру соединения без применения структуры антенны. "Канал передачи сигналов миллиметровых волн, который передает сигнал миллиметровых волн", может представлять собой воздух (так называемое свободное пространство), но предпочтительно представляет собой сигнал, имеющий структуру, в которой сигнал миллиметровых волн передают, так что он ограничен в канале передачи (называемый структурой ограничения миллиметровых волн или структурой ограничения беспроводного сигнала). В результате активного использования такой структуры ограничения миллиметровых волн становится возможным определить соответствующее направление канала передачи сигналов миллиметровых волн, как, например, с помощью электрического провода. Такая структура ограничения миллиметровых волн обычно соответствует так называемому волноводу, но конфигурация не ограничена этим. Например, предпочтительно использовать структуру, сформированную из диэлектрического материала, позволяющего передавать сигналы миллиметровых волн (называется диэлектрическим каналом передачи или каналом передачи миллиметровых волн в диэлектрическом теле), или полый волновод, который формирует канал передачи и имеет структуру, в которой материал экранирования для подавления внешнего излучения сигналов миллиметровых волн предусматривают так, что он окружает канал передачи, и внутри материал экранирования является полым. Благодаря тому что диэлектрический материал или материал экранирования делают таким, чтобы он имел гибкость, становится возможным направлять канал передачи сигналов миллиметровых волн. Когда канал передачи представляет собой воздух (так называемое свободное пространство), каждый модуль соединения сигнала имеет структуру антенны и выполняет передачу сигналов на коротком расстоянии через воздух, используя структуру антенны. В то же время, когда канал передачи сформирован из диэлектрического материала, он также может иметь структуру антенны, но это не является существенным.
(Сравнение между передачей сигналов по электрическому проводу и радиопередачей)
Передача сигналов, в которой сигналы передают через электрические провода, имеет следующие проблемы.
i) Хотя требуется увеличение объема и скорости данных передачи, существуют ограничения для скорости передачи данных и объема передачи по электрическим проводам.
ii) Для того чтобы устранить проблемы, связанные с увеличенной скоростью передачи данных, существует способ увеличения количества проводов и параллельной отправки сигналов для уменьшения скорости передачи данных на линию сигнала. Однако это может привести к повышенному количеству входных-выходных выводов. Следовательно, требуется делать проводники печатной платы или кабеля более сложными, увеличивать физический размер участка соединителя и электронного интерфейса и т.п., при этом получают более сложные формы, уменьшенную надежность, увеличенную стоимость и т.п.
iii) При увеличении полосы сигнала в основной полосе пропускания, в соответствии с увеличенным объемом информации, такой как изображения кинофильма или компьютерные изображения, возникает проблема ЕМС (электромагнитной совместимости). Например, когда используют электрический провод, провод используется, как антенна, и возникает помеха в виде сигнала, соответствующего частоте настройки антенны. Кроме того, отражение или резонанс, вызванные рассогласованием импеданса проводника и т.п., могут привести к нежелательному излучению. В результате принятия мер против таких проблем также могут возникнуть более сложные конфигурации электронного устройства.
iv) Кроме ЕМС, в случае, когда возникает отражение, могут возникать проблемы ошибок передачи из-за взаимной интерференции между символами на стороне приема и ошибки передачи из-за возникновения помех.
В отличие от этого, когда передачу сигналов выполняют по беспроводному каналу (например, используя полосы миллиметровых волн), без использования электрических проводов, нет необходимости заботиться о форме проводов или положениях соединителей. Таким образом, имеется немного ограничений в отношении компоновки. Что касается сигналов, которые заменяют передачей сигналов миллиметровых волн, провода и выводы могут быть исключены. Таким образом, проблема ЕМС может быть устранена. Как правило, устройство передачи данных не включает в себя какой-либо другой функциональный модуль, который использует частоту в диапазоне миллиметровых волн. Таким образом, меры против ЕМС могут быть легко реализованы. При выполнении радиопередачи в состоянии, в котором устройство передачи данных на стороне передачи и устройство передачи данных на стороне приема расположены близко друг к другу и передачу сигналов выполняют между фиксированными положениями или с известной взаимосвязью положений, могут обеспечиваться следующие преимущества.
1) Легко соответствующим образом разработать канал распространения (структуру волновода) между стороной передачи и стороной приема.
2) В результате разработки диэлектрической структуры соединительного модуля канала передачи, который изолирует сторону передачи и сторону приема, вместе с каналом передачи (структура волновода канала передачи сигналов миллиметровых волн), становится возможным выполнять отличную передачу с высокой надежностью передачи через свободное пространство.
3) Поскольку нет необходимости динамически или адаптивно управлять контроллером, который управляет радиопередачей, можно уменьшить количество служебных сигналов при управлении по сравнению с типичной радиосвязью. Следовательно, значение установки (так называемый параметр), используемое для схемы управления, арифметической схемы и т.п., может быть установлено как константа (так называемое фиксированное значение), что позволяет уменьшить размеры, снизить потребление энергии и повысить скорость. Например, когда свойства радиопередачи калибруют во время изготовления или во время конструирования и анализируют вариации между отдельными людьми, можно обращаться к этим данным. Таким образом, установленное значение, которое определяет операцию модуля обработки сигналов, может быть заранее установлено или им можно управлять статически. Поскольку установленное значение приблизительно правильно определяет операцию модуля обработки сигналов, при этом может выполняться высококачественный обмен данными при простой конфигурации и низким потреблением энергии.
Кроме того, путем выполнения радиосвязи в диапазоне миллиметровых волн с короткой длиной волны, могут обеспечиваться следующие преимущества.
a) Поскольку диапазон миллиметровых волн предоставляет широкую полосу для передачи данных, скорость передачи данных может быть легко увеличена.
b) Частота, используемая для передачи, может находиться за пределами частоты обработки другого сигнала в основной полосе пропускания, поэтому взаимные помехи между частотой миллиметровых волн и частотой сигнала в основной полосе пропускания вряд ли возникают.
c) Поскольку миллиметровая волна имеет короткую длину волны, размеры антенны и структуры волновода, которые определяют в соответствии с длиной волны, могут быть уменьшены. Кроме того, поскольку затухание с ростом расстояния велико и дифракция мала, легко выполняется электромагнитное экранирование.
d) Для нормальной радиопередачи, выполняемой за пределами помещения, существуют серьезные ограничения по стабильности несущей волны, с тем чтобы исключить взаимные помехи и т.п. Для реализации такой несущей волны с высокой стабильностью используют высокостабильные внешние опорные компоненты частоты и схему умножения, PLL (схема фазовой автоподстройки частоты) и т.п., в результате чего увеличивается размер схемы. Однако миллиметровые волны (когда их комбинируют с передачей сигналов между фиксированными положениями или при известной взаимосвязи положений, в частности) могут быть легко экранированы, и, таким образом, их утечка наружу может быть предотвращена. Для демодуляции сигнала, который был передан, с использованием несущей волны, в которой произошла потеря стабильности, используя малую схему на стороне приема, предпочтительно применяют способ синхронизации по сигналу.
Например, в качестве способа, в котором реализуется высокоскоростная передача сигналов между электронными устройствами, расположенными на относительно коротком расстоянии (например, в пределах десяти с небольшим сантиметров) между ними или внутри электронного устройства, известна, например, LVDS (передача дифференциальных сигналов с низким напряжением). Однако, учитывая недавнее дополнительное увеличение объема и скорости передаваемых данных, могут возникнуть следующие проблемы: повышенное потребление энергии, увеличенное влияние искажений сигнала, из-за отражения и т.п., увеличенное нежелательное излучение (проблема так называемой EMI) и т.п. Например, когда видеосигналы (включая в себя сигналы изображения) или сигналы компьютерных изображений и т.п. передают с высокой скоростью (в режиме реального времени) в устройстве или между устройствами, LVDS достигает своего предела.
Для того чтобы справиться с высокоскоростной передачей данных, количество проводов может быть увеличено, и сигналы можно передавать параллельно, для уменьшения скорости передачи данных в линию сигнала. Однако это может привести к увеличенному количеству входных-выходных выводов. Следовательно, требуется делать печатную плату или провода кабеля более сложными, увеличивать размер полупроводниковой микросхемы и т.п. Кроме того, когда высокоскоростные данные большого объема передают через провода, может возникнуть проблема так называемого нарушения электромагнитного поля.
Все проблемы, связанные с LVDS и способом увеличения количества проводов, возникают из-за передачи сигналов по электрическим проводам. Поэтому, в качестве способа для решения проблем, связанных с передачей сигналов по электрическим проводам, может быть принят способ, в котором электрические провода делают беспроводными для передачи. В качестве способа, в котором электрические провода делают беспроводными для передачи, например, возможно выполнять беспроводную передачу сигнала внутри корпуса и также использовать способ передачи данных UWB (ультраширокой полосы пропускания) (здесь называется первым способом) или использовать несущую частоту в диапазоне миллиметровых волн с короткой длиной волны (1-10 мм) (называется вторым способом). Однако способ передачи данных UWB в соответствии с первым способом, в котором используется низкая несущая частота, не пригоден для высокоскоростного обмена данными, например для передачи видеосигналов, и имеет проблему с размерами из-за увеличенного размера антенны. Кроме того, поскольку частота, используемая для передачи, близка к частоте обработки другого сигнала в основной полосе пропускания, существует проблема, состоящая в том, что взаимные помехи, вероятно, возникают между беспроводным сигналом и сигналом в основной полосе пропускания. Кроме того, когда несущая частота является низкой, она в большей степени подвержена влиянию шумов системы управления внутри устройства. Таким образом, должны быть предприняты меры против этого. В отличие от этого, когда несущая частота в диапазоне миллиметровых волн с более короткой длиной волны используется, как во втором способе, проблемы, связанные с размером антенны и взаимными помехами, могут быть решены.
До настоящего момента описание было представлено для случая, когда обмен данными выполняют в диапазоне миллиметровых волн. Однако диапазон применения данной заявки не ограничен обменом данными в диапазоне миллиметровых волн. Также возможно применять обмен данными, используя частотный диапазон, который ниже, чем диапазон миллиметровых волн или частотный диапазон выше диапазона миллиметровых волн. Например, можно применять диапазон микроволновых волн или диапазон субмиллиметровых волн с более короткой длиной волны (0,1-1 мм). Однако, для передачи сигналов внутри корпуса или передачи сигналов между устройствами, эффективно использовать диапазон миллиметровых волн, длина волны в котором не является ни чрезмерно длинной, ни короткой.
Ниже будут, в частности, описаны устройство передачи сигналов и электронное устройство в соответствии с данным вариантом осуществления. Хотя пример, в котором множество функциональных модулей сформированы на полупроводниковой интегральной схеме (микросхеме), будет описан, как наиболее предпочтительный пример, это не является существенным.
Система обработки обмена данными: Образцовая конфигурация
На фиг.1 показана схема, описывающая интерфейс сигнала в устройстве передачи сигналов, в соответствии с данным вариантом осуществления, с учетом аспекта функциональной конфигурации, которая представляет собой образцовую конфигурацию для базовой конфигурации 1 - базовой конфигурации 3, описанных ниже. В этой образцовой конфигурации представлено 1:1 устройство 1 передачи сигналов, имеющее одну систему передачи и одну систему приема, которая не имеет функцию распределения сигнала, коммутации сигнала или сбора сигнала, используя беспроводную передачу сигнала (передачу радиосигнала), принятую в основной конфигурации 1 - основной конфигурации 3, описанных ниже. В основной конфигурации 1 - основной конфигурации 3, описанных ниже, функции распределения сигнала, коммутации сигнала и сбора сигнала реализованы в результате радиообмена данными, используя функциональную часть для выполнения радиопередачи данных, включенную в представленную здесь образцовую конфигурацию.
(Функциональная конфигурация)
Устройство 1 передачи сигналов выполнено таким образом, что первое устройство 100 передачи данных, которое представляет собой примерное первое беспроводное устройство, и второе устройство 200 передачи данных, которое представляет собой примерное второе беспроводное устройство, соединены вместе через канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, для выполнения передачи сигналов в диапазоне миллиметровых волн. На фиг.1 показан случай, когда система передачи предусмотрена на стороне первого устройства 100 передачи данных, и система приема предусмотрена на стороне второго устройства 200 передачи данных.
В первом устройстве 100 передачи данных предусмотрена полупроводниковая микросхема 103, которая поддерживает передачу в диапазоне миллиметровых волн, и во втором устройстве 200 передачи данных предусмотрена полупроводниковая микросхема 203, которая поддерживает прием в диапазоне миллиметровых волн.
В данном варианте осуществления только сигналы, для которых требуется ограничение высокой скорости и большого объема, используются, как сигналы, подвергаемые обмену данными в диапазоне миллиметровых волн, и другие сигналы, которые могут иметь низкую скорость и малый объем или которые можно рассматривать, как постоянный ток, такие как питание, не преобразуют в сигналы миллиметровых волн. Что касается сигналов (включая в себя питание), которые не преобразуют в сигналы миллиметровых волн, соединение сигнала между подложками достигается с помощью способа, аналогичного обычному способу. Оригинальный электрический сигнал, который должен быть передан, который еще не был преобразован в миллиметровые волны, будет совместно называться сигналом в основной полосе пропускания.
(Первое устройство передачи данных)
Первое устройство 100 передачи данных имеет установленную на подложке 102 полупроводниковую микросхему 103, которая поддерживает передачу в диапазоне миллиметровых волн, и модуль 108 соединения канала передачи. Полупроводниковая микросхема 103 представляет собой LSI (большую интегральную схему), полученную путем интегрирования функционального модуля 104 LSI и модуля 107 генерирования сигнала (модуль генерирования сигнала миллиметровых волн), которые представляют собой примеры модулей обработки сигналов предшествующих каскадов.
Полупроводниковая микросхема 103 соединена с модулем 1.08 соединения канала передачи. Модуль 108 соединения канала передачи представляет собой пример модуля передачи. Например, применяют структуру антенны, имеющую модуль соединения антенны, антенный вывод, микрополосковую линию, антенну и т.п. Участок, на котором модуль 108 соединения канала передачи и канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн соединяют вместе (то есть участок, который передает беспроводный сигнал), представляет собой точку передачи. Как правило, антенна соответствует точке передачи.
Функциональный модуль 104 LSI выполняет первичное управление приложением первого устройства 100 передачи данных и включает в себя схему для обработки различных сигналов, предназначенных, например, для передачи на противоположную сторону.
Модуль 107 генерирования сигнала (модуль преобразования электрического сигнала) имеет модуль 110 генерирования сигнала на стороне передачи, предназначенный для преобразования сигнала из функционального модуля 104 LSI в сигнал миллиметровых волн и управления передачей сигналов через канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Модуль 110 генерирования сигнала на стороне передачи и модуль 108 соединения канала передачи составляет систему передачи (модуль передачи: модуль передачи данных на стороне передачи).
Модуль 110 генерирования сигнала на стороне передачи включает в себя, для генерирования сигнала миллиметровых волн путем выполнения обработки сигналов для входного сигнала, модуль 113 обработки мультиплексирования, модуль 114 параллельно-последовательного преобразования, модуль 115 модуляции, модуль 116 преобразования частоты и модуль 117 усилителя. Модуль 117 усилителя представляет собой пример модуля регулировки амплитуды, который регулирует магнитуду входного сигнала и выводит его. Следует отметить, что модуль 115 модуляции и модуль 116 преобразования частоты могут быть скомбинированы в так называемый тип прямого преобразования.
Модуль 113 обработки мультиплексирования выполняет, когда сигналы из функционального модуля 104 LSI включают в себя множество типов (называются N1) сигналов, которые подвергают обмену данными в диапазоне миллиметровых волн, обработке мультиплексирования, такой как мультиплексирование с временным разделением, мультиплексирование с частотным разделением или мультиплексирование с кодовым разделением, для комбинирования множества типов сигналов на сигнал одной системы. Например, модуль 113 обработки мультиплексирования комбинирует множество типов сигналов, которые должны иметь высокую скорость и большой объем, в сигнал одной системы, в качестве цели, для передачи через миллиметровые волны.
Модуль 114 параллельно-последовательного преобразования преобразует параллельный сигнал в сигнал последовательных данных и подает его в модуль 115 модуляции. Модуль 115 модуляции модулирует сигнал, предназначенный для передачи, и подает его в модуль 116 преобразования частоты. Модуль 114 параллельно-последовательного преобразования предусмотрен, когда спецификация параллельного интерфейса, в которой используется множество сигналов для параллельной передачи, используется, когда не применяется данный вариант осуществления, и не требуется, когда используется спецификация последовательного интерфейса.
Модуль 115 модуляции, в принципе, может представлять собой любой модуль, если только он модулирует, по меньшей мере, одну из амплитуды, частоты или фазы, с сигналом, предназначенным для передачи, и способ комбинирования их соответствующим образом также может быть принят. Примеры способа аналоговой модуляции включают в себя амплитудную модуляцию AM и векторную модуляцию. Примеры векторной модуляции включают в себя частотную модуляцию (FM) и фазовую модуляцию (РМ). Примеры способа цифровой модуляции включают в себя амплитудную модуляцию (ASK), частотную модуляцию (FSK), фазовую модуляцию (PSK) и амплитудно-фазовую модуляцию (APSK), при которой модулируются амплитуда и фаза. Квадратурная амплитудная манипуляция (QAM) представляет собой представительный пример амплитудно-фазовой модуляции. В данном варианте осуществления, в частности, используется способ, который обеспечивает возможность применения на стороне приема способа синхронного детектирования.
Модуль 116 преобразования частоты преобразует частоту сигнала, предназначенную для передачи, который был модулирован с помощью модуля 115 модуляции, для генерирования электрического сигнала миллиметровых волн, и подает его в модуль 117 усилителя. "Электрический сигнал миллиметровых волн" относится к электрическому сигналу в частотном диапазоне от приблизительно 30 ГГц до 300 ГГц. Термин "приблизительно" здесь основан на том факте, что частота является приемлемой, если только она позволяет обеспечить эффект обмена данными миллиметровых волн. Таким образом, нижний предел не ограничен 30 ГГц, и верхний предел не ограничен 300 ГГц.
Для модуля 116 преобразования частоты могут быть приняты различные конфигурации цепи. Например, может быть принята конфигурация, имеющая схему смешения частоты (схема смесителя) и схему гетеродина. Схема гетеродина генерирует несущую (сигнал несущей или опорной несущей), используемую для модуляции. Схема смешения частоты умножает (модулирует) несущую в диапазоне миллиметровых волн, генерируемую схемой гетеродина, на сигнал из модуля 114 параллельно-последовательного преобразования, для генерирования сигнала передачи в диапазоне миллиметровых волн, и подает его в модуль 117 усилителя.
Модуль 117 усилителя усиливает электрический сигнал миллиметровой волны после преобразования частоты и подает его в модуль 108 соединения с каналом передачи. Модуль 117 усилителя соединен с модулем 108 соединения с каналом двусторонней передачи через антенный вывод (не показан).
Модуль 108 соединения с каналом передачи передает сигнал миллиметровых волн, генерируемый модулем 110 генерирования сигнала на стороне передачи, в канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Модуль 108 соединения канала передачи включает в себя модуль соединения антенны. Модуль соединения антенны составляет пример модуля 108 соединения канала передачи (модуля соединения сигнала) или его часть. "Модуль соединения антенны" относится, в ограниченном смысле, к части, которая соединяет электронную схему, находящуюся в полупроводниковой схеме, с антенной, расположенной на или за пределами микросхемы, и относится, в широком смысле, к части, которая выполняет соединение сигнала с полупроводниковой схемой и каналом 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Например, модуль соединения антенны включает в себя, по меньшей мере, структуру антенны. "Структура антенны" относится к структуре части, соединенной с каналом 9 передачи сигналов миллиметровых волн, и может представлять собой любую структуру, если только она соединяет электрический сигнал в диапазоне миллиметровых волн с каналом 9 передачи сигналов миллиметровых волн, и не относится только к самой антенне.
Канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, который представляет собой канал распространения для миллиметровых волн, может быть выполнен с возможностью распространения в пространстве в пределах корпуса, например, в качестве канала передачи в свободном пространстве. Предпочтительно, канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн сформирован так, чтобы он имел структуру волновода, такую как волновод, линия передачи, диэлектрическая линия или диэлектрическое тело, и, желательно, выполнен так, чтобы он ограничивал электромагнитную волну в диапазоне миллиметровых волн в пределах канала передачи и, таким образом, имел свойство эффективной передачи электромагнитной волны. Например, канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, предпочтительно, сформирован, как диэлектрический канал 9А передачи, который содержит диэлектрический материал, имеющий относительную диэлектрическую постоянную в пределах заданного диапазона и тангенс диэлектрических потерь в пределах заданного диапазона. Например, когда все пространство внутри корпуса заполнено диэлектрическим материалом, между модулем 108 соединения канала передачи и модулем 208 соединения канала передачи формируется, вместо канала передачи в свободном пространстве, диэлектрический канал 9А передачи. В качестве альтернативы, диэлектрический канал 9А передачи может быть сформирован путем формирования антенны модуля 108 соединения канала передачи и антенны модуля 208 соединения канала передачи, используя диэлектрическую линию, которая представляет собой элемент в форме линии, который сформирован из диэлектрического материала и имеет заданный диаметр линии. Следует отметить, что в качестве канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн с конфигурацией, в которой сигнал миллиметровых волн ограничен внутри канала передачи, можно использовать не только диэлектрический канал 9А передачи, но также и полый волновод, в котором канал передачи окружен экранирующим материалом и внутри него выполнен полым.
(Второе устройство передачи данных)
Во втором устройстве 200 передачи данных на подложке 202 установлена полупроводниковая микросхема 203, которая поддерживает прием в диапазоне миллиметровых волн и часть 208 соединения канала передачи. Полупроводниковая микросхема 203 представляет собой LSI, полученную путем интегрирования функционального модуля 204 LSI и модуля 207 генерирования сигнала (модуля генерирования сигнала миллиметровых волн), которые представляют собой примеры модуля обработки сигналов последующего каскада. Хотя это не показано, также возможно обеспечить конфигурацию, в которой функциональный модуль 204 LSI и модуль 207 генерирования сигнала не интегрированы, как в первом устройстве 100 передачи данных.
Полупроводниковая схема 203 соединена с модулем 208 соединения канала передачи, который аналогичен модулю 108 соединения канала передачи. Модуль 208 соединения канала передачи представляет собой пример модуля приема, и при этом используется модуль, который аналогичен модулю 108 соединения канала передачи. Модуль 208 соединения канала передачи принимает сигнал миллиметровых волн из канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн и выводит его в модуль 220 генерирования сигнала на стороне приема.
Модуль 207 генерирования сигнала (модуль преобразования электрического сигнала) имеет модуль 220 генерирования сигнала на стороне приема, предназначенный для управления приемом сигнала через канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Модуль 220 генерирования сигнала на стороне приема и модуль 208 соединения канала передачи составляет систему приема (модуль приема: модуль передачи данных на стороне приема). Часть, в которой модуль 208 соединения канала передачи и канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн соединены вместе (то есть часть, которая принимает беспроводный сигнал), представляет собой точку приема. Как правило, антенна соответствует точке приема.
Модуль 220 генерирования сигнала на стороне приема включает в себя, для генерирования выходного сигнала путем выполнения обработки сигналов для электрического сигнала миллиметровых волн, принятого модулем 208 соединения канала передачи, модуль 224 усилителя, модуль 225 преобразования частоты, модуль 226 демодуляции, модуль 227 последовательно-параллельного преобразования и модуль 228 обработки демультиплексирования. Модуль 224 усилителя представляет собой примерный модуль регулирования амплитуды, который регулирует магнитуду входного сигнала и выводит его. Модуль 225 преобразования частоты и модуль 226 демодуляции могут быть скомбинированы в так называемый тип прямого преобразования. В качестве альтернативы, сигнал несущей демодуляции может быть сгенерирован, используя способ синхронизации по подаваемому сигналу.
Модуль 220 генерирования сигнала на стороне приема соединен с модулем 208 соединения канала передачи. Модуль 224 усилителя в модуле приема соединен с модулем 208 соединения с каналом передачи и усиливает электрический сигнал миллиметровых волн, принимаемый антенной, и затем подает его в модуль 225 преобразования частоты. Модуль 225 преобразования частоты преобразует частоту усиленного электрического сигнала миллиметровых волн и подает сигнал с преобразованной частотой в модуль 226 демодуляции. Модуль 226 демодуляции демодулирует сигнал с преобразованной частотой для получения сигнала в основной полосе пропускания и подает его в модуль 227 последовательно-параллельного преобразования.
Модуль 227 последовательно-параллельного преобразования преобразует последовательные принятые данные в параллельные выходные данные и подает их в модуль 228 обработки демультиплексирования. Аналогично модулю 114 параллельно-последовательного преобразования модуль 227 последовательно-параллельного преобразования предусмотрен, когда спецификация параллельного интерфейса, в которой используется множество сигналов для параллельной передачи, который используется, в случае когда данный вариант осуществления не применяется. Когда передача исходного сигнала между первым устройством 100 передачи данных и вторым устройством 200 передачи данных имеет последовательную форму, модуль 114 параллельно-последовательного преобразования и модуль 227 последовательно-параллельного преобразования не требуется предусматривать.
Когда передача исходного сигнала между первым устройством 100 передачи данных и вторым устройством 200 передачи данных выполняется в параллельной форме, количество сигналов, которое требуется преобразовать в миллиметровые волны, может быть уменьшено в результате выполнения параллельно-последовательного преобразования входного сигнала и передачи его в полупроводниковую микросхему 203 или путем выполнения последовательно-параллельного преобразования для принятого сигнала из полупроводниковой микросхемы 203.
Модуль 228 обработки демультиплексирования соответствует модулю 113 обработки мультиплексирования и разделяет сигналы, которые были скомбинированы в одну систему, на множество типов сигналов_@ (знак @ обозначает от 1 до N). Например, модуль 228 обработки демультиплексирования разделяет множество сигналов данных, которые были однажды скомбинированы в сигнал одной системы, на множество типов сигналов и подает их в функциональный модуль 204 LSI.
Функциональный модуль 204 LSI выполняет первичное управление приложением второго устройства 200 передачи данных и включает в себя схему для обработки различных сигналов, принимаемых, например, от противоположной стороны.
(Поддержка двустороннего обмена данными)
Модуль 107 генерирования сигнала и модуль 108 соединения канала передачи и модуль 207 генерирования сигнала и модуль 208 соединения канала передачи также могут поддерживать двусторонний обмен данными, когда они выполнены так, чтобы обеспечивалась двунаправленность данных. Например, в каждом из модуля 107 генерирования сигнала и модуля 207 генерирования сигнала предусмотрен модуль генерирования сигнала на стороне приема и модуль генерирования сигнала на стороне передачи. Модуль 108 соединения канала передачи и модуль 208 соединения канала передачи могут быть отдельно предусмотрены на стороне передачи и на стороне приема соответственно, но они могут использоваться как для передачи, так и для приема.
Следует отметить, что "двусторонний обмен данными", представленный здесь, представляет собой двустороннюю передачу с обменом данных на одном ядре, в котором канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, который представляет собой канал передачи миллиметровых волн, представляет собой одиночную систему (одно ядро). Для реализации этого применяют полудуплексный способ, в котором используется TDD (дуплексная передача с временным разделением), FDD (дуплексная передача с частотным разделением) и т.п.
(Соединение и работа)
Способ передачи сигналов, в котором преобразуют частоту входного сигнала, обычно используется для широковещательной передачи или радиопередачи. В таких вариантах применения относительно сложной передачи используется приемник и т.п., который может справиться с проблемами дальнего обмена данными (проблема S/N по сравнению с тепловыми шумами), такими как отражения и многолучевое распространение, как подавление помех или интерференции с другими каналами и т.п.
В отличие от этого, модуль 107 генерирования сигнала и модуль 207 генерирования сигнала, используемые в данном варианте осуществления, используются в диапазоне миллиметровой волны, которая представляет собой более высокий диапазон частот, чем частота сложного передатчика, приемника и т.п., которые обычно используются для широковещательной или радиопередачи, и длина волны γ является короткой. Таким образом, модули, которые могут легко повторно использовать частоту и пригодны для обеспечения обмена данными между множеством устройств, расположенных рядом друг с другом, используются в качестве модуля 107 генерирования сигнала и модуля 207 генерирования сигнала.
В данном варианте осуществления, в отличие от обычного интерфейса сигнала, в котором используются электрические провода, предусмотрен интерфейс, который может гибко поддерживать высокую скорость и большой объем путем выполнения передачи сигналов в миллиметровом диапазоне, как описано выше. Например, только сигналы, для которых требуется обеспечивать высокую скорость и большой объем, используются, как сигналы, передаваемые при обмене данными в полосе миллиметровых волн. В зависимости от конфигурации устройства каждое из первого устройства 100 передачи данных и второго устройства 200 передачи данных частично включает в себя обычный интерфейс, в котором используются электрические провода (соединение с помощью выводов и соединителей) для низкоскоростных сигналов с малым объемом и для подачи питания.
Модуль 107 генерирования сигнала представляет собой пример модуля обработки сигналов, который выполняет заданную обработку сигналов на основе установленного значения. В этом примере модуль 107 генерирования сигнала выполняет обработку сигналов для входного сигнала, поступающего из функционального модуля 104 LSI, для генерирования сигнала миллиметровых волн. Модуль 107 генерирования сигнала соединен с модулем 108 соединения канала передачи через линию передачи, такую как микрополосковая линия, полосковая линия, компланарная линия или щелевая линия, и сгенерированный сигнал миллиметровых волн подают в канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн через модуль 108 соединения канала передачи.
Модуль 108 соединения канала передачи имеет структуру антенны и имеет функции преобразования передаваемого сигнала миллиметровых волн в электромагнитную волну и передачи этой электромагнитной волны. Модуль 108 соединения канала передачи соединен с каналом 9 передачи сигналов миллиметровых волн, и на один конец канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн подают электромагнитную волну, преобразованную модулем 108 соединения канала передачи. Другой конец канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн соединен с модулем 208 соединения канала передачи на стороне второго устройства 200 передачи данных. Благодаря тому что канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн предусмотрен между модулем 108 соединения канала передачи на стороне первого устройства 100 передачи данных и модулем 208 соединения канала передачи на стороне второго устройства 200 передачи данных, обеспечивается распространение электромагнитной волны в диапазоне миллиметровых волн через канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн.
Модуль 208 соединения канала передачи на стороне второго устройства 200 передачи данных соединен с каналом 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Модуль 208 соединения канала передачи принимает электромагнитную волну, передаваемую на другой конец канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн, и преобразует электромагнитную волну в сигнал миллиметровых волн, и затем подает ее в модуль 207 генерирования сигнала (модуль генерирования сигнала в основной полосе пропускания). Модуль 207 генерирования сигнала представляет собой примерный модуль обработки сигналов, который выполняет заданную обработку сигналов на основе установленного значения. В данном примере модуль 207 генерирования сигнала выполняет обработку сигналов для преобразованного сигнала миллиметровых волн, для генерирования выходного сигнала (сигнала в основной полосе пропускания), и подает его в функциональный модуль 204 LSI.
До данного момента описание было представлено для случая передачи сигналов из первого устройства 100 передачи данных во второе устройство 200 передачи данных. Однако когда как первое устройство 100 передачи данных, так и второе устройство 200 передачи данных выполнены с возможностью поддержки двусторонней передачи данных, случай, когда сигнал из функционального модуля 204 LSI второго устройства 200 передачи данных передают в первое устройство 100 передачи данных, может быть рассмотрен аналогичным образом, и, таким образом, сигналы миллиметровых волн могут быть переданы в обоих направлениях.
Система обработки обмена данными: Основная конфигурация 1 - Основная конфигурация 3
На фиг.2 показана первая основная конфигурация (основная конфигурация 1), описывающая интерфейс сигнала устройства передачи сигналов в данном варианте осуществления с точки зрения аспекта функциональной конфигурации. Первая основная конфигурация представляет устройство 1 передачи сигналов типа 1:N, имеющее одну систему передачи и N систем приема, которые реализуют функцию распределения сигнала, в которой общие беспроводные сигналы, передаваемые из одной системы передачи, принимают (в частности, демодулируют) с помощью множества (N) систем приема (предпочтительно, одновременно), и функцию коммутации сигнала, в которой беспроводный сигнал, передаваемый из одной системы передачи, избирательно принимают (в частности, демодулируют) с помощью любой из множества (N) систем приема.
Хотя на фиг.2 показан пример, в котором каждая из N систем приема сформирована, как отдельная полупроводниковая микросхема 203, возможны такие варианты, в которых полупроводниковые микросхемы 203 будут скомбинированы в одну полупроводниковую микросхему, или N модулей 207 генерирования сигнала будут сформированы, как отдельные полупроводниковые микросхемы, в то время как N функциональных модулей 204 LSI скомбинированы в одну полупроводниковую микросхему. Для реализации функции распределения сигнала можно использовать так называемую широковещательную передачу. Для реализации функции коммутации сигнала можно применять способ переключения частоты, способ мультиплексирования с кодовым разделением и т.п., и также может быть выполнено управление, в котором используется информация идентификации. Например, способ переключения частоты может быть применен так, что N систем приема выполнены с возможностью поддержки разных несущих частот. Одна система передачи может быть выполнена, как схема широкополосной передачи, которая поддерживает N типов несущих частот таким образом, что модуляция выполняется с использованием модуляции сигнала несущих с несущей частотой, соответствующей требуемому месту назначения приема сигнала. В качестве альтернативы, информация идентификации, которая различает N систем приема, может быть размещена в данных передачи таким образом, что каждая система приема может определять, адресованы ли данные в систему приема, на основе информации идентификации, и может управлять, следует или нет выполнять демодуляцию и последующую обработку сигналов.
На фиг.3 показана вторая основная конфигурация (основная конфигурация 2), описывающая интерфейс сигнала для устройства передачи сигналов в соответствии с данным вариантом осуществления, с точки зрения аспекта функциональной конфигурации. Вторая основная конфигурация представляет устройство 1 передачи сигналов М:1, имеющее М систем передачи и одну систему приема, в которой реализуется функция сигнала коммутации, при которой беспроводным сигналы, передаваемые из множества (М) систем передачи, избирательно принимают (в частности, демодулируют) с помощью одной системы приема, и функция сбора сигнала (или объединения сигнала), при которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества (М) систем передачи, совместно принимают в системе приема в одной точке. Хотя на фиг.3 показан пример, в котором каждая из М систем передачи сформирована, как отдельная полупроводниковая микросхема 103, возможны такие вариации, что полупроводниковые микросхемы 103 будут объединены в одну полупроводниковую микросхему, или М модулей 107 генерирования сигнала будут сформированы, как отдельные полупроводниковые микросхемы, в то время как М функциональных модулей 104 LSI будут скомбинированы в одну полупроводниковую микросхему. Для реализации функции переключения сигнала и функции сбора сигнала можно применять способ мультиплексирования с временным разделением, способ мультиплексирования с частотным разделением, способ мультиплексирования с кодовым разделением и т.п., и управление, в котором используется информация идентификации, также может быть выполнено. Например, способ мультиплексирования с временным разделением можно применять таким образом, что М систем передачи будут выполнены с возможностью поддержки одной и той же несущей частоты, и каждая из систем передачи выполняет процесс передачи в разные моменты времени. Следует отметить, что информация идентификации, которая различает М систем передачи, выполнена так, что она содержится в данных передачи. Также возможно использовать способ мультиплексирования с частотным разделением таким образом, что М систем передачи будут выполнены с возможностью поддержки разных несущих частот, в то время как одна система приема будет выполнена, как широкополосная схема приема, которая поддерживает М типов несущих частот так, что она выполняет демодуляцию для каждой несущей частоты.
На фиг.4 показана третья основная конфигурация (основная конфигурация 3), описывающая сигнал интерфейса устройства передачи сигналов, в соответствии с данным вариантом осуществления, с точки зрения аспекта функциональной конфигурации. Третья основная конфигурация представляет собой комбинацию первой основной конфигурации и второй основной конфигурации и представляет собой устройство 1 передачи сигналов M:N, имеющее М систем передачи и N систем приема (М и N могут представлять собой одни и те же числа или разные числа), которые реализуют функцию распределения сигнала, в которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества (М) систем передачи, принимают (в частности, демодулируют) с помощью множества (N) систем приема (предпочтительно, одновременно), функцию коммутации сигнала, в которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества (М) систем передачи, избирательно принимают (в частности, демодулируют) с помощью любой из множества систем приема, и функцию сбора сигналов, при которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества (М) систем передачи, совместно принимают с помощью систем приема. Каждая функция может быть скомбинирована, соответственно, и может быть применена. Для реализации таких функций также возможно применять способ мультиплексирования с временным разделением, способ мультиплексирования с частотным разделением, способ мультиплексирования с кодовым разделением и т.п., как будет понятно из описаний основной конфигурации 1 и основной конфигурации 2.
(Сравнительный пример)
На фиг.5 показана схема, описывающая интерфейс сигнала устройства передачи сигналов для сравнительного примера с точки зрения аспекта функциональной конфигурации. На фиг.5(А) показан общий вид. Устройство 1Z передачи сигналов по сравнительному примеру выполнено таким образом, что первое устройство 100Z и второе устройство 200Z соединены вместе через электрический интерфейс 9Z так, что передачу сигналов выполняют между ними. В первом устройстве 100Z предусмотрена полупроводниковая микросхема 103Z, выполненная с возможностью передачи сигналов через электрический провод, и второе устройство 200Z, в котором также предусмотрена полупроводниковая микросхема 203Z, выполненная с возможностью передачи сигналов по электрическому проводу. Эта конфигурация, в которой канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, в первом варианте осуществления, заменяют электрическим интерфейсом 9Z. Для передачи сигналов по электрическому проводу в первом устройстве 100Z предусмотрен модуль 107Z преобразования электрического сигнала вместо модуля 107 генерирования сигнала и модуля 108 соединения канала передачи, и во втором устройстве 200Z предусмотрен модуль 207Z преобразования электрического сигнала вместо модуля 207 генерирования сигнала и модуля 208 соединения канала передачи. В первом устройстве 100Z, модуль 107Z преобразования электрического сигнала управляет передачей электрического сигнала через электрический интерфейс 9Z для функционального модуля 104 LSI. В то же время, во втором устройстве 200Z, доступ к модулю 207Z преобразования электрического сигнала получают через электрический интерфейс 9Z и получают данные, переданные со стороны функционального модуля 104 LSI.
Например, в электронном устройстве, в котором используется твердотельное устройство формирования изображения, такое как цифровая камера, часто случается, что твердотельное устройство формирования изображения расположено рядом с оптическим объективом, и различную обработку сигналов для электрического сигнала из твердотельного устройства формирования изображения, такую как обработка изображений, процесс сжатия данных и сохранение изображения, выполняют при обработке сигнала, выполняемой за пределами твердотельного устройства формирования изображения. Между твердотельным устройством формирования изображения и схемой обработки сигналов необходимо использовать технологию высокоскоростной передачи данных для электрических сигналов с тем, чтобы справиться с увеличенным количеством пикселей и увеличенной скоростью кадров. С этой целью часто используют LVDS. Для того чтобы точно передать сигналы LVDS, необходима оконечная нагрузка с согласованным волновым сопротивлением. Однако увеличение потребления энергии становится заметным, и для передачи множества сигналов LVDS, которые должны быть синхронизированы, необходимо поддерживать равную длину проводов, таким образом, чтобы задержки в проводах могли быть достаточно низкими. Для передачи электрических сигналов с более высокой скоростью возможны случаи, когда количество линий сигнала LVDS, например, увеличивается. Однако в этом случае трудность конструирования разводки проводников на печатных платах должна увеличиваться, в результате чего повышается сложность разводки печатных проводов на печатных платах и кабельных проводов, а также увеличивается количество выводов для проводов, которые соединяют твердотельное устройство формирования изображения и схему обработки сигналов, что не позволяет достичь цели уменьшения размеров и снижения затрат. Кроме того, когда количество линий сигналов увеличивается, может возникнуть следующая новая проблема:
увеличение количества линий может привести к заметному увеличению стоимости кабелей и разъемов.
В JP 2003-110919A предложен механизм коррекции сотрясений камеры при передвижения твердотельного устройства формирования изображения. Однако существует проблема нагрузки на приводной элемент, состоящей в деформации кабеля для передачи электрических сигналов. В отличие от этого, в JP 2006-3 52418А нагрузка на элемент привода уменьшается путем использования радиопередачи. Для того чтобы сгенерировать изображение из множества точек обзора (см. JP H09-27969A) или данные трехмерного движущегося изображения, необходимы сигналы от множества твердотельных устройств формирования изображения и их обработка. В таком случае количество каналов передачи, в которых используется технология высокоскоростной передачи данных внутри устройства, может дополнительно увеличиваться.
В зависимости от вариантов применения, таких как устройство обработки сигналов, которое обрабатывает сигналы из множества твердотельных устройств формирования изображения, для генерирования изображения, полученного из множества точек обзора и т.п., может потребоваться распределять (разветвлять) электрические сигналы, коммутировать сигналы и т.п. Однако, для распределения или коммутации сигналов LVDS, используют микросхему распределения сигналов (так называемую микросхему-разделитель), микросхему коммутации сигнала (так называемую микросхему-коммутатор) и т.п. для предотвращения ухудшения качества передаваемых сигналов.
Например, на фиг.5(А) показан случай, в котором распределяют сигналы LVDS. Здесь, в качестве примера, представлена конфигурация схемы, в которой одиночный сигнал тактовой частоты и данные n (n обозначает количество частей данных) распределяют (разветвляют) в две системы. Тактовая частота и данные являются дифференциальными (комплементарными). Для каждой системы в модуле 107Z преобразования электрического сигнала предусмотрена микросхема распределения сигнала, и в модуле 207Z преобразования электрического сигнала предусмотрены две буферные микросхемы. Однако когда сигналы LVDS распределяют, как показано на фиг.5(А), трудности разработки разводки проводников в печатных платах могут дополнительно увеличиваться, в результате чего увеличиваются проблемы повышенного количества интегральных микросхем для распределения сигнала и их периферийных компонентов, а также увеличенного количества проводов.
В JP 2009-27748A описано выполнение обмена данными с использованием канала электромагнитной передачи с электронным устройством. Технология данной публикации требует, чтобы, когда множество передатчиков расположены на коротком расстоянии между ними и передачу выполняют одновременно, канал электромагнитной передачи мог бы быть легко разделен, для исключения перекрестных помех, но при этом отсутствует раскрытие в отношении распределения (разветвления) электрических сигналов или коммутации сигнала.
В отличие от этого, в основной конфигурации 1 - основной конфигурации 3, в соответствии с данным вариантом осуществления, модуль 107Z преобразования электрического сигнала и модуль 207Z преобразования электрического сигнала по сравнительному примеру заменяют модулем 107 генерирования сигнала и модулем 207 генерирования сигнала, и модуль 108 соединения канала передачи и модуль 208 соединения канала передачи, таким образом, выполняют передачу сигналов, не используя электрические провода, но используя (беспроводный) диапазон миллиметровых волн. Канал передачи сигналов меняют с проводного на канал электромагнитной передачи. Поэтому распределение сигнала может быть реализовано, используя так называемую функцию широковещательной передачи, и коммутация сигнала может быть реализована с использованием избирательного приема (демодуляции). Таким образом, распределение и коммутация сигналов могут быть выполнены с применением простой конфигурации. Соединители и кабели, которые использовали для передачи сигналов, с применением электрических проводов, становятся больше ненужными, что создает эффект уменьшения затрат. Кроме того, больше нет необходимости учитывать надежность в отношении выводов и проводов, производя эффект увеличения надежности канала передачи. Когда соединители и кабели используют, место и время сборки для сопоставления соединителей и кабелей необходимы. Однако когда распределение сигнала или коммутации сигнала выполняют, используя радиопередачу, пространство для сборки не требуется, и размер устройства, таким образом, может быть уменьшен. Поскольку время на сборку может быть уменьшено, время, затраченное на производство, также может быть уменьшено.
Ниже будут описаны конкретные примеры распределения сигнала и коммутации сигнала, используя обмен радиоданными (беспроводную передачу сигнала), которая представляет собой характерную точку в данном варианте осуществления. Хотя настоящее изобретение было описано, используя варианты осуществления, технический объем настоящего изобретения не ограничен объемом описания следующих вариантов осуществления. Различные изменения или модификации могут быть выполнены в следующих вариантах осуществления в пределах сущности настоящего изобретения. Таким образом, конфигурации, в которых такие изменения или модификации выполнены, также попадают в пределы технического объема настоящего изобретения. Кроме того, следующие варианты осуществления не предназначены для ограничения заявленного изобретения, и при этом необязательно все комбинации свойств, описанных в вариантах осуществления, требуются для средства решения в соответствии с настоящим изобретением. Следующие варианты осуществления включают в себя изобретения на различных этапах, и различные изобретения могут быть выделены путем комбинирования множества раскрытых составляющих свойств соответственно. Каждый из следующих вариантов осуществления может применяться не только по отдельности, но также и в комбинации, соответственно, в пределах диапазона, в котором такая комбинация возможна. Даже когда некоторые из составляющих свойств будут удалены из всех составляющих свойств, представленных в вариантах осуществления, свойства, которые остаются после того, как некоторые из составляющих свойств будут удалены, могут быть выделены, как изобретение, если только эффект будет обеспечен. Например, хотя следующее описание, в основном, фокусируется на примере, в котором твердотельное устройство формирования изображения используется, как электронное устройство, данный вариант осуществления, в котором распределение сигнала или коммутацию сигнала выполняют, используя передачу данных по радио, можно применять даже для электронного устройства, в котором используется другая технология высокоскоростной передачи, кроме твердотельного устройства формирования изображения. Например, данный вариант осуществления можно применять в устройстве передачи информации для сигнала изображения, для отображения изображения и его способа обработки сигналов.
Вариант 1 осуществления
На фиг.6 - фиг.9 показаны схемы, каждая из которых описывает Вариант 1 осуществления. Здесь, на фиг.6, показана схема, представляющая полную конфигурацию варианта 1 осуществления. На фиг.7 показана схема, представляющая пару систем передачи/приема в полной конфигурации варианта 1 осуществления. На фиг.8 показана схема, представляющая систему обработки сигнала на стороне передачи и систему обработки сигнала на стороне приема. На фиг.9 показана схема, представляющая пример направленности антенны.
В варианте 1 осуществления, в частности, предусмотрена одна система канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн (канал радиопередачи), и первая основная конфигурация принята так, что применяют устройство 1 передачи сигналов 1:N, имеющее одну систему передачи и систему N приема. Как показано на фиг.6, электронное устройство 411 (соответствующее функциональному модулю 104 LSI), такое как полупроводниковая интегральная схема, и твердотельное устройство формирования изображения предусмотрены на стороне передачи. Форму (форму антенны) антенны 436 передачи (антенна на стороне модуля передачи, в точке передачи) выбирают не только из антенны - зонда, такой как дипольная антенна, но также из микрополосковой антенны, петлевой антенны, элемента соединения с малой апертурой (например, щелевой антенны) и т.п., в соответствии со свойствами направленности антенны, а также формой канала 9 передачи сигнала миллиметровых волн, которая должна быть сгенерирована и, таким образом, должна использоваться. Место, где расположена антенна 436 передачи, представляет собой, например, заднюю поверхность или вокруг электронного устройства 411. На фиг.6 показан пример, в котором дипольная антенна используется в качестве антенны 436 передачи и которая расположена на задней поверхности электронного устройства 411.
Форма антенны может представлять собой, например, антенну на полупроводниковом пакете, показанном в JP 2000-68904A, антенну, сформированную, как отдельная микросхема, представленную в JP 2003-101320А, или форму, в которой передающая антенна 436 сформирована на печатной плате, на которой установлено электронное устройство 411 (например, твердотельное устройство формирования изображения), и соединена с электронным устройством 411. В качестве альтернативы, также возможно использовать форму, в которой передающая антенна 436, сформированная на другой печатной плате, соединена с электронным устройством 411. Размер передающей антенны 436 составляет, в случае миллиметровых волн, приблизительно 1 мм, хотя он зависит от используемой частоты и материала, окружающего антенну. Этот размер достаточен для передающей антенны 436, расположенной на задней поверхности электронного устройства 411 (например, твердотельное устройство формирования изображения).
На стороне приема предусмотрены N систем (четыре системы на фиг.6) приемных антенн 446 (точек приема) и модуль 207 генерирования сигнала для поддержания распределения сигнала типа 1:N или коммутации сигнала. В функциональном модуле 204 LSI предусмотрены N систем (четыре системы на фиг.6) модулей 448 обработки сигналов в следующем каскаде. Функции модулей 448 обработки сигналов в следующем каскаде установлены в соответствии с требованием пользователя. Например, модули 448 обработки сигналов в следующем каскаде обрабатывают сигналы из твердотельного устройства формирования изображения для "расцвечивания" (например, для генерирования сигналов трех первичных цветов, таких как красный, синий и зеленый), выполняют обработку сжатия для сохранения данных изображения или выполняют обработку преобразования сигналов в формат соединения с внешним монитором, представленный HDMI (мультимедийный интерфейс высокой четкости), DVI (цифровой визуальный интерфейс) и т.п.
Как показано на фиг.7 и фиг.8, между парой передачи и приема передают дифференциальные (взаимодополняющие) сигналы с одной тактовой частотой и данные n (n обозначает количество частей данных) в диапазоне миллиметровых волн через канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн, таким образом, что выполняется передача без электрических проводов. Например, данные изображения из твердотельного устройства формирования изображения представлены тактовой частотой и данными, синхронизированными этой тактовой частотой. Эти данные подвергают обработке в системе передачи, в модуле 107 генерирования сигнала, показанном на фиг.8, так, что данные преобразуют в форму, которая может быть передана в передающую антенну 436 в диапазоне миллиметровых волн, и затем выводят в передающую антенну 436 через модуль 108 соединения с каналом передачи. Передающие антенны 446 (антенны на стороне приема) расположены в канале 9 передачи сигналов миллиметровых волн (канал электромагнитной передачи), который принимает миллиметровые волны, переданные со стороны передачи (например, со стороны твердотельного устройства формирования изображения), и сигналы (одна тактовая частота и n частей данных) демодулируют в модуле 207 генерирования сигнала. Когда интенсивность электромагнитной волны достаточно высока для приема, приемные антенны 446 необязательно должны быть сформированы на той же линии, что и передающая антенна 436, и нет необходимости, чтобы они имели ту же форму антенны, что и передающая антенна 436. На стороне приема выполняется обработка системы приема в модуле 207 генерирования сигнала, показанном на фиг.8, и сигнал, принимаемый через модуль 108 соединения с каналом передачи, демодулируют и передают в функциональный модуль 204 LSI. Таким образом, передача большого объема высокоскоростного сигнала из электронного устройства 411 становится возможной.
На фиг.9 показана примерная форма дипольной антенны, когда дипольная антенна используется, как форма антенны, используемая для миллиметровых волн, и направленность области передачи сигнала миллиметровых волн, излучаемого из дипольной антенны. Дипольная антенна имеет направленность в горизонтальной плоскости. Когда множество приемных антенн 446 (то есть соответствующих точек приема) расположены в пределах области передачи антенны 436 передачи, включающей в себя направленность, может быть реализована широковещательная передача и распределение сигнала, при котором идентичные сигналы распределяют по множеству точек, может быть легко реализовано.
Также возможно реализовать коммутацию сигналов в результате внедрения кода, который идентифицирует место назначения приема, при передаче данных, для обеспечения возможности установления одного места назначения приема среди множества мест назначения приема.
Следует отметить, что когда множество приемных антенн 446 расположено в пределах области передачи передающей антенны 436, если расстояние приема-передачи (расстояние от антенны к антенне) отличается, возникает разность фаз, и, таким образом, теряется одновременность приема. Поэтому, когда требуется обеспечить одновременность приема, то есть когда данные, передаваемые одновременно во множество приемников в диапазоне миллиметровых волн (антенн на стороне приема), при размещении множества приемных антенн 446 в пределах области передачи, генерируемой передатчиком в диапазоне миллиметровых волн, и антенн на стороне передачи, множество приемных антенн 446, предпочтительно, располагают в пределах диапазона, составляющего разность расстояния из передающей антенны 436, которая не нарушает одновременную передачу данных. Таким образом, зазор между точкой передачи и каждой из точек приема устанавливают в пределах диапазона, таким образом, чтобы идентичные сигналы, предназначенные для передачи, которые были переданы из точки передачи, могли бы быть одновременно приняты во множестве точек приема.
Например, когда пространство и структура для вставки приемной антенны предусмотрены в пределах области передачи (канал электромагнитной передачи) между комбинацией из передатчика в диапазоне миллиметровых волн и антенны на стороне передачи и комбинацией из приемника в диапазоне миллиметровых волн и антеннами на стороне приема, становится возможным выполнить, путем вставки антенны в канал электромагнитной передачи (в пределах области передачи передающей антенны 436), распределение сигнала, коммутацию сигнала или сбор сигнала в другой приемник в диапазоне миллиметровых волн, подключенный к вставленной антенне.
Например, при производстве электронного устройства 411 (твердотельное устройство формирования изображения), если канал высокоскоростной передачи представляет собой электрический провод, тест выполняют путем формирования электрического контакта с выводом электронного устройства 411, используя штыревой контакт и т.п. и соединяя его с тестирующим устройством. В отличие от этого, когда в электронном устройстве 411 предусмотрен модуль 107 генерирования сигнала и модуль 108 соединения канала передачи (включающий в себя передающую антенну 436), также может быть выполнен тест беспроводной передачи путем вставки тестирующей антенны в области передачи (канал электромагнитной передачи) передающей антенны 436, в результате чего электрический контакт с каналом высокоскоростной передачи становится ненужным. Поэтому стоимость тестирующего оборудования может быть уменьшена, и это может способствовать замене тестирующего оборудования.
В канале 9 передачи сигналов миллиметровых волн для диапазона миллиметровых волн энергия, потребляемая конечной согласованной нагрузкой, которую выполняют в обычной технологии, такой как LVDS, больше не требуется, поэтому потребление энергии может быть уменьшено. Также возможно уменьшить время на разработку подложки, которое требовалось для выполнения согласования импедансов, и на разработку проводников с равной длиной, что было необходимо для LVDS. Поскольку нет необходимости разветвления или переключения сигнала, используя схему распределения сигнала (например, интегральную схему), переключающую микросхему и т.п., количество компонентов и стоимость также могут быть уменьшены.
Когда выполняют распределение сигнала или коммутацию сигнала, используя радиопередачу, электрические провода для электронного устройства 411 (твердотельное устройство формирования изображения) могут быть ограничены проводами для подачи питания и низкочастотных сигналов (включая в себя сигналы управления) (количество электрических проводов может быть уменьшено). Это образует эффект, состоящий в том, что замена электрического устройства 411 становится простой. Например, в среде, в которой присутствует космическое излучение, рентгеновское излучение и т.п., электронное устройство 411 может быть легко испорчено, но замена является трудоемкой, поскольку вмешательство человека является затруднительным. Даже в такой среде, если распределение сигнала или переключение сигнала выполняют, используя радиопередачу, замена становится простой, и даже автоматическая замена может быть реализована в соответствии с обстоятельствами.
Также возможно, путем вставки экранирующего материала, такого как металл, между множеством электрических устройств 411 (например, твердотельных устройств формирования изображения) и путем переключения канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн (область передачи передающей антенны 436), которые достигают приемной антенны 446, переключать электронное устройство 411.
Кроме того, распределение (разветвление), которое было трудно осуществить с помощью упомянутой передачи сигналов, с использованием электрических проводов, также становится простым. Например, обычно было невозможным легко разветвлять электронное устройство 411 и его электрический провод. Однако использование радиопередачи позволяет выполнять распределение и коммутацию сигнала только путем предоставления приемной антенны 446 в качестве зонда в пределах области передачи передающей антенны 436. Например, даже когда соединение электрического провода не меняется, для изоляции участка, где произошло образование неисправности, становится возможным наблюдать выход сигнала из электронного устройства 411, используя измерительный инструмент и т.п.
Вариант 2 осуществления
На фиг.10 - фиг.11 показаны схемы, описывающие вариант 2 осуществления. Здесь, на фиг.10, показана схема, представляющая общую конфигурацию варианта 2 осуществления, и на фиг.11 показаны схемы, описывающие концепцию мультиплексирования с пространственным разделением, принятую в варианте 2 осуществления.
В варианте 2 осуществления описывается случай, в котором предусмотрено множество систем устройства 1 передачи сигналов 1:N (в которых принята первая основная конфигурация), каждая из которых имеет одну систему передачи и N систем приема. Как показано на фиг.10, предусмотрены множество систем (две системы на фиг.10) каналов, каждый включающий в себя электронное устройство 411 (функциональный модуль 104 LSI) → модуль 107 генерирования сигнала → передающая антенна 436 → приемная антенна 446, модули 207 генерирования сигнала → функциональный модуль 204 LSI. Если рассматривать устройство в целом, предусмотрена конфигурация, в которой принято устройство 1 передачи сигналов M:2N (в котором принята третья основная конфигурация), имеющая две системы передачи и 2N системы приема.
В этом случае основная операция каждой системы аналогична операции, описанной в Варианте 1 осуществления. Однако чем короче расстояние D от канала к каналу (обычно, расстояние между передающими антеннами), тем ближе область передачи (каналы передачи), формируемая соответствующими антеннами 436 передачи. Таким образом, проблема взаимных помех или перекрестных помех может возникнуть на стороне приема. Усиление направленности антенн (выбор формы антенн) может привести к уменьшению размеров приемных антенн 446. Это представляет собой одну из причин, по которым используют диапазон миллиметровых волн. Устройство имеет свойство, состоящее в том, что в результате регулирования компоновки передающих антенн 436, интенсивности электромагнитных волн, выводимых из передающих антенн 436, компоновки приемных антенн 446, и т.п., становится возможным исключить взаимные помехи или перекрестные помехи, даже когда соседние каналы передачи в пределах узкого устройства используют идентичный частотный диапазон.
Однако также возникают случаи, когда расстояние между D каналами короткое, и взаимные помехи или перекрестные помехи между каналами передачи не могут быть исключены, используя упомянутый выше способ. В таком случае, например, может быть принят способ мультиплексирования с частотным разделением, в котором соседние каналы передачи используют разные частотные диапазоны. В качестве альтернативы, в качестве другого способа, чем способ мультиплексирования с частотным разделением, предпочтительно использовать канал передачи (канал 9 передачи сигналов миллиметровых волн), имеющий структуру, в которой сигнал миллиметровых волн передают с его ограничением в пределах канала передачи (также называется структурой ограничения миллиметровых волн или структурой ограничения радиосигнала). В результате активного использования такой структуры ограничения миллиметровых волн становится возможным определить соответствующий маршрут канала передачи сигналов миллиметровых волн, например, как с электрическим проводом.
Такая структура ограничения миллиметровых волн обычно соответствует так называемому волноводу, но структура не ограничивается этим. Например, предпочтительно использовать структуру, формируемую из диэлектрического материала, выполненного с возможностью передачи сигналов миллиметровых волн (называется диэлектрическим каналом передачи или каналом передачи миллиметровых волн в пределах диэлектрического тела), или полый волновод, который формирует канал передачи и имеет структуру, в которой материал экранирования для подавления внешнего излучения сигналов миллиметровых волн предусмотрен таким образом, что он окружает канал передачи, и внутри материал экранирования выполнен полым. Благодаря приготовлению диэлектрического или материала экранирования так, чтобы он обладал гибкостью, становится возможным направление канала передачи сигналов миллиметровых волн. Когда канал передачи представляет собой воздух (так называемое открытое пространство), каждый модуль соединения сигнала имеет антенную структуру, и передачу сигналов на коротком расстоянии через воздух выполняют, используя антенную структуру. В то же время, когда канал передачи сформирован из диэлектрического материала, он также может иметь структуру антенны, но это не существенно.
Множество систем каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн расположено так, что они пространственно не оказывают помеху друг другу, в результате чего обмен данными может быть выполнен, одновременно с использованием идентичной частоты. В таком варианте осуществления такой способ называется мультиплексированием с пространственным разделением. При попытке увеличить количество каналов передачи, если не применяют мультиплексирование с пространственным разделением, применяют мультиплексирование с частотным разделением, и в этом случае каждый канал должен использовать разную несущую частоту. Однако когда применяют мультиплексирование с пространственным разделением, передача может быть выполнена с использованием идентичной несущей частоты без влияния взаимных помех.
"Мультиплексирование с пространственным разделением" может представлять собой любое, если только оно формирует множество систем каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн в трехмерном пространстве, выполненном с возможностью передачи сигналов миллиметровых волн (электромагнитных волн), и не ограничено каналом, в котором множество систем каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн сформированы в свободном пространстве. Например, когда трехмерное свободное пространство, выполненное с возможностью передачи сигналов миллиметровых волн (электромагнитных волн), формируют из диэлектрического материала (органического материала), множество систем каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн может быть сформировано внутри диэлектрического материала. Кроме того, каждая из множества систем каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн никаким образом также не ограничена свободным пространством и может использовать конфигурацию диэлектрического канала передачи, полого волновода и т.п.
При мультиплексировании с пространственным разделением идентичный частотный диапазон может использоваться одновременно. Таким образом, становится возможным увеличить скорость обмена данными и обеспечить одновременность двусторонней передачи данных, при которой передачу сигналов для канала N1 из первого устройства 100С передачи данных во второе устройство 200С передачи данных и передачу сигналов для канала N2 из второго устройства 200С передачи данных в первое устройство 100С передачи данных выполняют одновременно. В частности, по мере того как миллиметровая волна имеет короткую длину волны, можно ожидать эффект затухания на расстоянии, и взаимные помехи, маловероятно, возникают, даже когда смещение невелико (когда пространственное расстояние канала передачи мало). Таким образом, могут быть легко реализованы каналы передачи, которые отличаются в зависимости от места.
На фиг.11 показаны соответствующие условия для "мультиплексирования с пространственным разделением". Несущая частота в каждой системе может быть либо одинаковой или разной. Например, в случае диэлектрического канала передачи или полого волновода, миллиметровые волны ограничены изнутри. Таким образом, можно исключить взаимные помехи миллиметровых волн, и можно использовать идентичную частоту без каких-либо проблем. В случае канала передачи в свободном пространстве можно использовать идентичную частоту, если соседние каналы передачи в свободном пространстве предусмотрены, в определенной степени, отдельно друг от друга. Однако когда соседние каналы передачи в свободном пространстве размещены на коротком расстоянии между собой, предпочтительно используются разные частоты.
10
2
Например, как показано на фиг.11(А), потери L при распространении в свободном пространстве могут быть представлены как "L [дБ]=10log((4πd/λ))…(А)", где d обозначает расстояние, и Х обозначает длину волны.
Как показано на фиг.11, рассматриваются два типа обмена данными мультиплексирования с пространственным разделением. На фиг.11 передатчик обозначен, как "ТХ", и приемник обозначен, как "RX". Номером "_100" ссылочной позиции обозначена сторона первого устройства 100 передачи данных, и номером "_200" ссылочной позиции обозначена сторона второго устройства 200 передачи данных. На фиг.11(В) первое устройство 100 передачи данных имеет две системы передатчика ТХ_100_1 и передатчика ТХ_100_2, и второе устройство 200 передачи данных имеет две системы приемника RX_200_1 и приемника RX_200_2. Таким образом, передачу сигналов со стороны первого устройства 100 передачи данных на сторону второго устройства 200 передачи данных выполняют между передатчиком ТХ_100_1 и приемником RX_200 1 и между передатчиком ТХ_100_2 и приемником RX_200_2. Таким образом, это представляет собой конфигурацию, в которой передачу сигналов со стороны первого устройства 100 передачи данных на сторону второго устройства 200 передачи данных выполняют, используя две системы.
В то же время, на фиг.11(С), первое устройство 100 передачи данных имеет передатчик TX_100 и приемник RX_100, и второе устройство 200 передачи данных имеет передатчик ТХ_200 и приемник RX_200. Таким образом, передачу сигналов со стороны первого устройства 100 передачи данных на сторону второго устройства 200 передачи данных выполняют между передатчиком TXJOO и приемником RX_200, и передачу сигналов со стороны второго устройства 200 передачи данных на сторону первого устройства 100 передачи данных выполняют между передатчиком ТХ_200 и приемником RX 100. Эта концепция представляет собой концепцию использования разных каналов передачи данных для передачи и приема и представляет собой конфигурацию полной дуплексной схемы, в которой передача (ТХ) данных и прием (RX) данных могут осуществляться одновременно с обеих сторон.
1
2
1
2
1
2
1
2
(DU/20)
Здесь используются антенны, не имеющие направленности. Взаимосвязь между расстоянием d от антенны к антенне, которая необходима для получения необходимого значения DU [дБ] (отношение между желательной волной и нежелательной волной), и пространственное расстояние между каналами (в частности, расстояние смещения канала 9В передачи в свободном пространстве) d2 выводят из Формулы (А) следующим образом: "d/d=10…(В)." Например, когда DU=20 дБ, d/d=10, что означает, что d должно быть в десять раз больше, чем d. Как правило, антенна имеет направленность в определенной степени. Таким образом, d может быть установлено более коротким, даже в случае канала 9В передачи в свободном пространстве.
2
1
Например, когда расстояние от антенны до другой стороны обмена данными является коротким, мощность передачи каждой антенны может быть понижена до низкого уровня. Если мощность передачи может быть достаточно низкой, и пара антенн может быть расположена в положениях, достаточно отделенных друг от друга, взаимные помехи между парой антенн можно успешно подавлять. В частности, по мере того как при обмене данными миллиметровых волн используют миллиметровые волны с короткой длиной волны, затухание на расстоянии является большим и дифракция малой. Таким образом, мультиплексирование с пространственным разделением может быть легко реализовано. Например, даже в случае канала 9В передачи в свободном пространстве, пространственное расстояние d между каналами (в частности, расстояние смещения канала 9В передачи в свободном пространстве) может быть установлено в десять раз меньшим, чем расстояние d, от антенны к антенне.
2
1
В случае диэлектрического канала передачи или полого волновода, имеющего структуру ограничения миллиметровых волн, миллиметровые волны могут быть переданы, будучи заключенными внутри. Таким образом, пространственное расстояние между каналами (в частности, расстояние смещения канала передачи в свободном пространстве) d может быть установлено меньшим, чем в десять раз, чем расстояние d, от антенны к антенне. В частности, по сравнению с каналом 9В передачи в свободном пространстве, расстояние от канала к каналу может быть установлено ближе друг к другу.
Вариант 3 осуществления
На фиг.12 показана схема, описывающая вариант 3 осуществления. В варианте 3 осуществления один сигнал генерируют на стороне приема на основе множества сигналов, полученных множеством электронных устройств 411, используя вариант 2 осуществления. Например, вариант 3 осуществления можно применять для генерирования данных трехмерного (3-D) изображения, которое получает все большую популярность в последние годы. 3-D изображение генерируют путем обработки изображений, снятых с помощью системы формирования изображений (включающей в себя объективы и т.п.), которая включает в себя множество твердотельных устройств формирования изображения, расположенных на расстоянии D от канала к каналу между ними, которое равно зазору (приблизительно 7 см) между глазами человека. Хотя здесь представлен случай, в котором предусмотрено множество систем с образцовой конфигурацией, каждая из которых имеет одну систему передачи и одну систему приема, когда рассматривают устройство в целом, можно видеть конфигурацию, в которой принято устройство 1 передачи сигналов М:1 (в котором используется вторая основная конфигурация), имеющее две системы передачи и одну систему приема.
На фиг.12 представлено множество частей информации (например, изображение левого глаза и изображение правого глаза), полученных с помощью электронного устройства 411_1 (например, твердотельного устройства формирования изображения) и электронного устройства 411_2 (например, твердотельного устройства формирования изображения), передают с высокой скоростью, используя каналы передачи (каналы 9 передачи сигналов миллиметровых волн), сформированные передающей антенной 436_1 и передающей антенной 436_2 соответственно. На стороне приема приемная антенна 446_1, соответствующая передающей антенне 436_2, и приемная антенна 446_2, соответствующая передающей антенне 436_1, предусмотрены вокруг печатной платы 402.
На фиг.12 используют антенные диполи для передающих антенн 436, и рупорные антенны используют для приемных антенн 446. Электромагнитные волны, принимаемые приемными антеннами 446, передают в полупроводниковую микросхему 203, в которую встроен модуль 207 генерирования сигнала и функциональный модуль 204 LSI, использующие каналы 404 диэлектрической передачи, предусмотренные на печатной плате 402. Модуль 207 генерирования сигнала демодулирует принятые сигналы высокоскоростной передачи, и функциональный модуль 204 LSI генерирует 3-D изображение (выход сигнала) на основе демодулированных сигналов этих двух систем. В этом случае выполняют распределение сигнала, в котором сигнал каждой системы распределен на множество (две) схем обработки, коммутацию сигнала, при которой сигнал каждой системы избирательно подают в любую из множества (двух) схем обработки, или коммутацию сигнала, при которой сигнал любой из множества (двух) систем подают в одну схему обработки. В целом, реализуются распределение сигнала или коммутация сигнала с использованием радиосвязи. В качестве варианта, модули вплоть до и включая в себя модуль 207 генерирования сигнала в системе приема могут быть расположены рядом с приемной антенной 446, таким образом, что принятые сигналы могут быть демодулированы на сигналы в основной полосе пропускания и могут быть переданы в функциональный модуль LSI, в который встроен функциональный модуль для генерирования 3-D изображения, через электрические провода.
Для обеспечения диэлектрических каналов 404 передачи на печатной плате 402 может быть принят, например способ формирования области передачи на подложке, используя ограждение из сквозных отверстий. Таким образом, каналы 404 диэлектрической передачи формируют путем определения области передачи, используя множество отверстий (сквозных отверстий) с полой цилиндрической формой в печатной плате 402. Например, на печатной плате 402 между приемной антенной 446_1 и приемной антенной 446_2 и полупроводниковой микросхемой 203 сформированы две линии сквозных отверстий вдоль направления, в котором сигналы S миллиметровой волны должны распространяться. Шаг p размещения между отдельным сквозным отверстием и другим соседним сквозным отверстием в направлении компоновки установлен, например, меньшим чем или равным p=λ/2 (λ обозначает длину волны беспроводного сигнала). При условии что ширина между двумя линиями сквозных отверстий представляет собой ширину w области передачи (то есть, диэлектрические каналы 404 передачи), w устанавливают большим чем или равным λ/2. Для сквозных отверстий можно использовать не только полые цилиндрические элементы, но также и цилиндрические электропроводные элементы. В результате заземления цилиндрических электропроводных элементов, например, может быть отрегулирована фаза, как диэлектрический волновод. Как описано выше, область передачи определена двумя линиями отверстий (ограждениями из сквозных отверстий). Также возможно разместить компонент экрана, такой как повторитель на печатной плате 402, для управления областью передачи сигналов S миллиметровых волн.
Вариант 4 осуществления
На фиг.13 показана схема, описывающая вариант 4 осуществления. В варианте 4 осуществления предусмотрено множество пар конфигураций, в каждой из которой сигналы, получаемые с помощью одного электронного устройства 411, обрабатывают на стороне приема. Каждая пара выполняет обработку сигналов с разными свойствами. В соответствии с этим, множество сигналов с разными свойствами может быть получено на основе сигналов, полученных одним электронным устройством 411. В качестве примера, предусмотрено множество пар способов, в каждом из которых множество сигналов, полученных множеством электронных устройств 411, обрабатывают на стороне приема для генерирования одного сигнала, используя вариант 3 осуществления. Например, вариант 4 осуществления можно применять в случае, когда при генерировании данных трехмерного (3-D) изображения, например, одновременно генерируют множество 3-D изображений с разными свойствами.
Как показано на фиг.13, множество печатных плат 402, которые аналогичны показанным в варианте 3 осуществления, например печатную плату 402_1 и печатную плату 402_2, укладывают одна поверх другой, и в каждой приемной антенне 446_1 предусмотрена область передачи передающей антенны 436_1, и для каждой приемной антенны 446_2 предусмотрена область передачи для передающей антенны 436_2. Поскольку 3-D изображение может быть сгенерировано в полупроводниковой микросхеме 203 на каждой печатной плате 402, множество 3-D изображений могут быть сгенерированы одновременно.
В соответствии с этим, путем изменения содержания процессора сигналов в полупроводниковой микросхеме 203 (функциональный модуль 204 LSI) на каждой печатной плате 402, становится возможным одновременно получать два типа 3-D изображений, используя разную обработку (разные свойства). Примеры разной обработки включают в себя получение 3-D изображения с разными ощущениями глубины путем изменения, например, силы тени. Путем увеличения количества идентичных подложек становится возможным одновременно получать множество типов 3-D изображений с разной обработкой (разными свойствами).
Вариант 5 осуществления
На фиг.14 показана схема, описывающая вариант 5 осуществления. Вариант 5 осуществления представляет конфигурацию, в которой передающую антенну 436 и приемную антенну 446 перемещают относительно друг друга для реализации коммутации принимаемого сигнала. Например, вариант 5 осуществления применяют в случае, когда во вращающейся структуре первый модуль передачи данных и второй модуль передачи данных вращаются относительно друг друга, и сигналы передачи между первым модулем передачи данных и вторым модулем передачи данных передают беспроводно.
Как показано на фиг.14, пары из передающей антенны 436 и полупроводниковой микросхемы 103 расположены через приблизительно равные интервалы вокруг всей внешней окружности круглой печатной платы 402 (на фиг.14 показано пять: "_1"-"_5"). Внутри этого круга один набор, который включает в себя пару из приемной антенны 446_1 и полупроводниковой микросхемы 203_1 и пару из приемной антенны 446_2 и полупроводниковой микросхемы 203_2, расположенных противоположно двум соседним передающим антеннам 436 (на фиг.14 показаны две:"_3" и "_4") среди множества антенн 436 передачи, расположен вдоль окружности печатной платы 402. Даже когда требуется добавление входного сигнала, добавление входного сигнала может быть реализовано, если только пара полупроводниковых микросхем 103 (включающая в себя модуль 107 генерирования сигнала и модуль 108 соединения канала передачи) и антенна 436 передачи могут быть размещены без образования взаимных помех или перекрестных помех канала передачи электромагнитной волны.
Сторона передачи разработана как стационарный модуль, и сторона приема разработана как подвижный модуль, выполненный с возможностью бесконечного вращения. Подвижный модуль может быть сформирован, например, путем размещения полупроводниковой микросхемы 203, в которую встроен модуль 207 генерирования сигнала и т.п., приемная 446 антенна и т.п. на вращающейся печатной плате 402. Такая конфигурация позволяет последовательно переключать и принимать беспроводные сигналы, излучаемые из пары соседних передающих антенн 436 в пределах области передачи, сформированной соответствующими передающими антеннами 436. Другими словами, область передачи (каналы 9 передачи сигналов миллиметровых волн), сформированная антеннами 436 передачи, реализует переключение каналов электромагнитной передачи, которые применяют при вращении антенн на стороне модуля приема, которые расположены на вращающейся печатной плате, и модулей приема.
Кроме того, как показано в варианте 4 осуществления, когда множество печатных плат 402, на каждой из которых расположены приемная антенна 446 и полупроводниковая микросхема 203, установлены одна поверх другой, также становится возможным получить множество выходных сигналов с разными свойствами. Например, устройство обработки сигналов с множеством точек обзора и т.п., которое выполняет обработку множества твердотельных устройств формирования изображения, обрабатывает множество сигналов высокоскоростной передачи. Переключение таких сигналов может изменяться без изменения конструкции печатной платы 402.
Например, для переключения высокоскоростного сигнала передачи электрического сигнала электронного устройства 411 (например, твердотельное устройство формирования изображения), может потребоваться схема переключения (переключающая микросхема). В соответствии с этим, чем больше входных сигналов, которые требуется переключать, тем большее количество компонентов, тем больше будет время на разработку и тем выше будет стоимость. Кроме того, когда входной сигнал, который требуется переключать, должен быть просуммирован, потребовалось бы, в случае передачи электрического сигнала, изменять конструкцию схемы и печатной платы. В отличие от этого, в соответствии с вариантом 5 осуществления, не требуется изменение конструкции схемы и печатной платы.
Кроме того, например, когда используется вращающаяся (обычно, бесконечно вращающаяся) структура, возникает неудобство, в случае если полосковая линия подведена к каждому из неподвижных модулей и подвижных модулей, и только линейно поляризованная радиоволна распространяется через волновод. Когда полосковая линия на подвижной стороне модуля передаст радиоволну, используя линейную поляризацию линейно поляризованная волна будет бесконечно вращаться. Однако, полосковая линия, которая принимает линейно поляризованную волну, на стороне стационарного модуля, не может принимать бесконечно вращающуюся линейно поляризованную волну без трудностей. Передача и прием возможны только в пределах узкого диапазона, в котором положение, в котором оба направления совпадают, представляет собой центр. В качестве меры против этого, когда радиопередачу применяют к вращающейся структуре, волны с круговой поляризацией могут быть приняты для передачи и приема. Однако, для использования волны с круговой поляризацией, требуется соответствующее мастерство. В отличие от этого, в соответствии с вариантом 5 осуществления, может быть легко реализована 3-D камера, "совместимая с бесконечным вращением".
Вариант 6 осуществления
Варианты варианта 1 осуществления - варианта 5 осуществления
На фиг.15 показана схема, описывающая вариант 6 осуществления. В варианте 6 осуществления представлен случай, в котором одна система канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн (канала радиопередачи) предусмотрена, в частности, и устройство 1 передачи сигналов М:1, имеющее М систем передачи и одну систему приема, применяется путем использования второй основной конфигурации, которая представляет собой вариант, в котором взаимно заменяют друг друга система передачи и система приема, в соответствии с вариантом 1 осуществления.
Как показано на фиг.15, электронное устройство 413 (соответствующее модулю 207 генерирования сигнала и функциональному модулю 204 LSI), такое как полупроводниковая интегральная схема (например, микросхема обработки данных, включающая в себя DSP), предусмотрено на стороне приема. Форму (форму антенны) приемной антенны 446 (антенна на стороне модуля приема, точка приема) выбирают не только среди антенны типа зонда, такой как дипольная антенна, но также и из микрополосковой антенны, петлевой антенны, соединительного элемента с малым отверстием (например, щелевой антенны) и т.п., в соответствии со свойствами направленности антенны, а также формой канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн, которые требуется сгенерировать, и, таким образом, использовать, как передающую антенну 436 в варианте 1 осуществления. Место, где установлена приемная антенна 446, например, представляет собой заднюю поверхность или вокруг электронного устройства 413. На фиг.15 показан пример, в котором дипольную антенну используют в качестве приемной антенны 446, и она расположена на задней поверхности электронного устройства 413.
На стороне передачи М систем (четыре системы на фиг.15) передающих антенн 436 (точек передачи) и модулей 107 генерирования сигнала предусмотрены для поддержки сбора сигнала типа М:1 или коммутации сигнала. В функциональном модуле 104 LSI предусмотрено М систем (четыре системы на фиг.15) модулей 438 обработки сигнала предшествующих каскадов. Функции модулей 438 обработки сигналов предшествующих каскадов установлены в соответствии с требованиями пользователя.
В варианте 6 осуществления поток сигналов является противоположным варианту 1 осуществления, и беспроводную передачу сигнала выполняют, при которой множество входов для сигнала (вход 1 сигнала - вход 4 сигнала в данном примере) М систем на стороне передачи передают в одну точку на стороне приема. В соответствии с этим, становится возможным реализовать функцию сбора сигнала, в которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества систем передачи, совместно принимают с помощью системы приема в одной точке, и функции переключения сигнала, в которой беспроводные сигналы, передаваемые из множества систем передачи, избирательно принимают с помощью одной системы приема.
Как и в варианте 1 осуществления, множество антенн 436 передачи (то есть соответствующих точек передачи) расположено в пределах области передачи приемной антенны 446, в результате чего сбор сигналов, при котором множество сигналов собирают в одной точке, и коммутация сигнала, при которой избирательно принимают любой из множества сигналов, легко реализуются. В этом случае применяют способ мультиплексирования с временным разделением, способ мультиплексирования с частотным разделением и т.п. так, что каждый сигнал передачи можно отличать друг от друга на стороне приема. Когда множество антенн 436 передачи расположено в пределах области передачи приемной антенны 446, если расстояние передачи-приема (расстояние от антенны к антенне) отличается, возникает разность фаз и, таким образом, теряется одновременность приема. Поэтому, когда множество частей данных одновременно передают в приемник в диапазоне миллиметровых волн (антенна на стороне приема) в одной точке, путем применения способа мультиплексирования с частотным разделением, например, множество передающих антенн 436 предпочтительно установлены в пределах диапазона разности расстояния от приемной антенны 446, которая не нарушает одновременную передачу данных.
Вариант 7 осуществления
На фиг.16 показана схема, описывающая вариант 7 осуществления. В варианте 7 осуществления представлен случай, в котором предусмотрено множество систем М:1 устройств 1 передачи сигналов (в которых используется вторая основная конфигурация), каждая из которых имеет одну систему приема и М систем передачи, с вариациями, в соответствии с которыми система передачи и система приема, в соответствии с вариантом 1 осуществления, взаимно заменены. Как показано на фиг.16, предусмотрены множество систем (две системы по фиг.16) каналов (каналов передачи), каждая из которых включает в себя модули 438 (множество) обработки сигналов предшествующего каскада → модули 107 (множество) генерирования сигнала → передающие антенны 436 (множество) → приемная антенна 446 (одна). Основная операция каждого из канала передачи аналогична операции, описанной для варианта 6 осуществления. Как и в варианте 2 осуществления, между каналами передачи приняты меры, такие как оптимизация расстояния D от канала к каналу, для исключения взаимных помех и перекрестных помех.
Вариант 8 осуществления
На фиг.17 показана схема, описывающая вариант 8 осуществления. Вариант 8 осуществления представляет случай, в котором сигналы, выводимые из одной полупроводниковой микросхемы 103, передают во множество точек на стороне приема, которые представляют собой вариант, в котором система передачи и система приема в соответствии с вариантом 3 осуществления взаимно заменены. Выполняют распределение сигнала, в котором сигналы каждой системы распределяют во множество (две) схем обработки, выполняют коммутацию сигнала, при которой сигнал каждой системы избирательно вводят в любую из множества (двух) схем обработки, или коммутацию сигнала, при которой любые из сигналов из множества (двух) систем вводят в одну схему обработки. Множество сигналов с разными свойствами может быть получено на основе сигналов из одной полупроводниковой микросхемы 103. В целом, реализуется распределение сигнала или коммутация сигналов с использованием радиопередачи. Как вариант, модули вплоть до модуля 107 генерирования сигнала включительно из системы передачи могут быть расположены рядом с передающей антенной 436.
Вариант 9 осуществления
На фиг.18 показана схема, описывающая вариант 9 осуществления. В варианте 9 осуществления представлен случай, в котором множество пар конфигураций предусмотрены, в каждой из которой сигналы, выводимые из одной полупроводниковой микросхемы 103, передают во множество точек на стороне приема, которая представляет собой вариант, в котором система передачи и система приема в соответствии с вариантом 4 осуществления заменены друг на друга. В соответствии с этим множество сигналов с разными свойствами может быть получено на основе сигналов из двух полупроводниковых микросхем 103.
Вариант 10 осуществления
На фиг.19 показана схема, описывающая вариант 5 осуществления. Вариант 5 осуществления представляет конфигурацию, в которой передающая антенна 436 и приемная антенна 446 движутся относительно друг друга, в результате чего реализуется коммутация принимаемого сигнала, который представляет собой вариант, при котором система передачи и система приема в варианте 5 осуществления заменены друг на друга.
Как показано на фиг.19, пары из приемной антенны 446 и полупроводниковой микросхемы 203 расположены приблизительно через равные интервалы вокруг всей окружности круглой печатной платы 402 (на фиг.19 показано пять: "_1"-"_5"). Внутри окружности один набор, который включает в себя пару из передающей антенны 436_1 и полупроводниковой микросхемы 103_1 и пару из передающей антенны 436_2 и полупроводниковой микросхемы 103_2, расположен противоположно двум соседним приемным антеннам 446 (на фиг.19 показаны две:"_3" и "_4") из множества приемных антенн 446, расположенных вдоль окружности печатной платы 402. Даже когда требуется добавить точку приема, добавление точки приема может быть реализовано, если только пара из полупроводниковой микросхемы 203 (включающей в себя модуль 207 генерирования сигнала и модуль 208 соединения канала передачи) и приемная антенна 446 могут быть расположены без взаимных помех или перекрестных помех канала передачи электромагнитной волны.
Сторона приема разработана как стационарный модуль, и сторона передачи разработана как подвижный модуль, выполненный с возможностью бесконечного вращения. Такая конфигурация позволяет последовательно переключать пару соседних приемных антенн 446 и обеспечивать прием ими беспроводных сигналов, излучаемых из пары передающих антенн 436 в области передачи (на расстояниях приема), формируемой соответствующими приемными антеннами 446. Другими словами, область передачи (каналы 9 передачи сигналов миллиметровых волн), формируемая передающими антеннами 436, реализует переключение каналов электромагнитной передачи, которые принимают при движении антенн на стороне модуля передачи, которые расположены на вращающейся печатной плате, так же, как модулей передачи.
Вариант 11 осуществления
В варианте 11 осуществления показан пример, в котором распределение сигнала или переключение сигнала, в котором используется обмен радиоданными в каждом из упомянутых выше вариантов осуществления, применяют в электронном устройстве. Три представительных примера показаны ниже.
(Первый пример)
На фиг.20 показаны схемы, каждая из которых описывает первый пример электронного устройства в соответствии с вариантом 11 осуществления. Первый пример представляет собой пример применения, в котором передачу сигналов выполняют беспроводно в пределах корпуса одного электронного устройства. В качестве электронного устройства показан пример применения для устройства формирования изображения, в котором установлено твердотельное устройство формирования изображения. Такой тип устройства формирования изображения известен на рынке, например, как цифровая камера, видеокамера (камера-устройство записи), камера (веб-камера) компьютерного устройства и т.п.
Устройство имеет конфигурацию, в которой первое устройство передачи данных установлено на основной подложке, на которой установлены схема управления, схема обработки изображений и т.п., в то время как второе устройство передачи данных установлено на подложке формирования изображения (подложка камеры), на которой установлено твердотельное устройство формирования изображения.
Внутри корпуса 590 устройства 500 формирования изображения расположены подложка 502 формирования изображения и основная подложка 602. Твердотельное устройство 505 формирования изображения установлено на подложке 502 формирования изображения. Например, это соответствует случаю, в котором твердотельное устройство 505 формирования изображения представляет собой CCD (прибор с зарядовой связью), и его управляющий вход (включающий в себя горизонтальный управляющий элемент и вертикальный управляющий элемент) также установлены на подложке 502 формирования изображения, или случай, в котором твердотельное устройство 505 формирования изображения представляет собой датчик CMOS (комплементарный металлооксидный полупроводник).
Полупроводниковая микросхема 103 установлена на основной подложке 602, и полупроводниковая микросхема 203 установлена на подложке 502 формирования изображения. Хотя это и не показано, не только твердотельное устройство 505 формирования изображения, но также и периферийная схема, такая как модуль управления формированием изображения, установлены на подложке 502 формирования изображения, в то время как механизм обработки изображений, модуль операций, различные датчики и т.п. установлены на основной подложке 602.
Функции, которые эквивалентны функциям микросхемы передачи и микросхемы приема, внедрены в каждую из полупроводниковой микросхемы 103 и полупроводниковой микросхемы 203. Благодаря внедрению обеих функций микросхемы передачи и микросхемы приема становится возможным поддерживать двустороннюю передачу данных.
Твердотельное устройство 505 формирования изображения и модуль управления формированием изображения соответствует функциональному модулю приложения функционального модуля LSI первой стороны устройства передачи данных. Функциональный модуль LSI соединен с модулем генерирования сигнала на стороне передачи и, кроме того, соединен с антенной 236 (точкой приема) через модуль соединения с каналом передачи. Модуль генерирования сигнала и модуль соединения с каналом передачи размещены в пределах другой полупроводниковой микросхемы 203, отдельной от твердотельного устройства 505 формирования изображения, и установлены на подложке 502 формирования изображения.
Механизм обработки изображений, модуль операций, различные датчики и т.п. соответствуют функциональному модулю приложения функционального модуля LSI на второй стороне устройства передачи данных, и в нем размещены модуль обработки изображений, который обрабатывает сигналы изображения, полученные твердотельным устройством 505 формирования изображения. Функциональный модуль LSI соединен с модулем генерирования сигнала на стороне приема и дополнительно соединен с антенной 136 (точкой передачи) через модуль соединения с каналом передачи. Модуль генерирования сигнала и модуль соединения с каналом передачи размещены в другой полупроводниковой микросхеме 103, чем механизм обработки изображений, которая установлена на основной подложке 602.
Модуль генерирования сигнала на стороне передачи включает в себя модуль обработки мультиплексирования, модуль параллельно-последовательного преобразования, модуль модуляции, модуль преобразования частоты, модуль усилителя и т.п., например, в то время как модуль генерирования сигнала на стороне приема включает в себя, например, модуль усилителя, модуль преобразования частоты, модуль демодуляции, модуль последовательно-параллельного преобразования, модуль обработки демультиплексирования и т.п. То же самое также справедливо для других примеров, описанных ниже.
Когда выполняют радиопередачу данных между антенной 136 и антенной 236, сигнал изображения, полученный твердотельным устройством 505 формирования изображения, передают в основную подложку 602 через канал 9 беспроводной передачи сигнала между антеннами. Конфигурация, которая поддерживает двустороннюю передачу данных, может также использоваться. В таком случае, например, образцовый блок и различные сигналы управления, предназначенные для управления твердотельным устройством 505 формирования изображения, передают в подложку 502 формирования изображения через беспроводный канал 9 передачи сигнала между антеннами.
На каждой из фиг.20(А) и фиг.20(В) предусмотрены две системы каналов 9 передачи сигналов миллиметровых волн. На фиг.20(А) показаны каналы 9В передачи в свободном пространстве, в то время как на фиг.20(В) показаны полые волноводы 9L. Это приемлемо, если только полые волноводы 9L каждый имеет полую структуру, в которой волновод окружен экранирующим материалом, и внутри волновод выполнен полым. Например, используется структура, в которой волновод окружен проводником MZ, который представляет собой пример экранирующего материала, и внутри волновод выполнен полым. Например, оболочка из проводника MZ закреплена на основной подложке 602 таким образом, что она окружает антенну 136. Центр движения антенны 236 на стороне подложки 502 формирования изображения располагают так, что она устанавливается противоположно антенне 136. Поскольку внутри проводник MZ выполнен полым, необязательно требуется использовать диэлектрический материл, и, таким образом, каналы 9 передачи сигналов миллиметровых волн могут быть легко сформированы при малых затратах.
Здесь, для того чтобы поддержать распределение сигнала от твердотельного устройства 505 формирования изображения, множество антенн 136 (антенны на стороне модуля приема), модулей 207 генерирования сигнала и функциональных модулей 204 LSI расположены на стороне приема (на стороне основной подложки 602 в данном примере) для каждой системы, как в Варианте 1 осуществления, таким образом, становится возможным выполнять распределение сигнала, сбор сигнала, при котором сигналы из двух передающих антенн 236 передают по беспроводному каналу в одну приемную антенну 136, коммутацию сигнала, при которой используются каналы передачи данных между двумя системами передачи/приема, и т.п.
Хотя основная операция каждой системы аналогична операции одной системы, чем короче расстояние между системами (расстояние от канала к каналу: расстояние между двумя передающими антеннами в данном примере), тем ближе соответствующие каналы 9 передачи сигналов миллиметровых волн. Таким образом, в случае на фиг.20(А), когда обмен данными одновременно выполняют в каждой системе, используя одну и ту же несущую частоту, возникает вероятность того, что проблема взаимных помех или перекрестных помех возникнет на стороне приема. Когда трудно регулировать компоновку антенны (антенн) на стороне передачи, интенсивность электромагнитных волн, выводимых из антенн на стороне передачи, и размещение антенн на стороне приема, расстояние от канала к каналу является коротким, и также трудно исключить взаимные помехи и перекрестные помехи от каналов передачи электромагнитной волны, предпочтительно размещать материал, экранирующий электромагнитную волну (проводник MZ: металл и т.п.) между двумя каналами передачи сигналов миллиметровых волн. В качестве альтернативы, можно применять способ мультиплексирования с частотным разделением, в котором два канала 9 передачи сигналов миллиметровых волн используют разные частотные диапазоны.
Например, в устройстве обработки сигналов, имеющем твердотельное устройство формирования изображения, таком как цифровая фотокамера, камера для камкордера и т.п., данные изображения из твердотельного устройства формирования изображения передают с высокой скоростью. Для высокоскоростной передачи используют электрические сигналы, и многие из них передают в сигнальный процессор с использованием гибкой печатной платы, жесткой печатной платы, кабеля и т.п. Однако когда выполняют распределение сигнала или коммутацию сигнала, также возникает упомянутая выше проблема, связанная с передачей сигналов, с использованием электрических сигналов. В отличие от этого, в варианте 11 осуществления (первый пример), сигнал, предназначенный для передачи, передают, как беспроводный сигнал, и распределение сигнала или коммутацию сигнала реализуют на участке беспроводного сигнала. Поскольку участок, на котором выполняют передачу сигнала по электрическим проводам, не предусмотрен на участке, где реализуется распределение сигнала или коммутация сигнала, распределение сигнала или коммутация сигнала могут быть выполнены с использованием простой конфигурации. Сигнал, выводимый из твердотельного устройства формирования изображения, имеет большой объем и высокую скорость. Передача по электрическим проводам может увеличивать, кроме того, трудности при конструировании, время конструирования и затраты, когда требуются разделение или распределение канала передачи, поскольку это реализуется, используя схему (например, интегральную схему). В отличие от этого, в варианте 11 осуществления (первый пример), распределение или коммутацию выполняют в условиях беспроводной передачи сигнала, используя канал электромагнитной передачи миллиметровых волн. Таким образом, упомянутая выше проблема может быть устранена.
(Второй пример)
На фиг.21 показаны схемы, каждая из которых описывает второй пример электронного устройства в соответствии с вариантом 11 осуществления. Второй пример представляет собой пример приложения, в котором передачу сигналов выполняют по беспроводному каналу между электронными устройствами в состоянии, в котором множество электронных устройств являются интегрированными. В частности, второй пример применяют для передачи сигналов между двумя электронными устройствами, когда одно электронное устройство установлено на другом электронном устройстве.
Например, известно устройство обработки информации типа карты, которое называют IC-картой или картой с запоминающим устройством, которая включает центральное процессорное устройство (CPU), энергонезависимое запоминающее устройство (например, запоминающее устройство флэш) и т.п., разработанные с возможностью установки на (отсоединения от) электронном устройстве на стороне основного корпуса. Устройство обработки информации типа карты, которое представляет собой пример одного из (первого) электронных устройств, также будет ниже называться "устройством типа карты". Другое (второе) электронное устройство на стороне основного корпуса ниже также будет просто называться электронным устройством.
На фиг.21(А) показана примерная структура (вид в плане в перспективе и вид в поперечном сечении в перспективе) карты 201В с запоминающим устройством. На фиг.21(В) показана примерная структура (вид в плане в перспективе и вид в поперечном сечении в перспективе) электронного устройства 101В. На фиг.21(С) показана примерная структура (вид в поперечном сечении в перспективе), когда карта 201В с запоминающим устройством вставлена в структуру 4 паза (в частности, в отверстие 192).
Структура 4 паза выполнена так, что карта 201В с запоминающим устройством (ее корпус 290) может быть вставлена и извлечена через отверстие 192 и может быть зафиксирована на корпусе 190 электронного устройства 101В. Соединители 180 на стороне приема предусмотрены в положениях структуры 4 паза, входя в контакт с выводами карты 201В с запоминающим устройством. Для сигналов, замененных радиопередачей, соединительные выводы (соединительные контактные штыри) не требуются.
Как показано на фиг.21(А), в корпусе 290 карты 201В с запоминающим устройством предусмотрена цилиндрическая структура 298 выемки (вдавленное место), и, как показано на фиг.21(В), в корпусе 190 электронного устройства 101В предусмотрена цилиндрическая выступающая структура 198 (выступ). Карта 201В с запоминающим устройством имеет множество (две на фиг.21(А)) полупроводниковых микросхем 203 на одной поверхности подложки 202, и множество (две на фиг.21(А)) антенн 236 (в сумме две антенны 236) сформированы на одной поверхности подложки 202. В корпусе 290 структура 298 с выемкой сформирована в той же плоскости, в которой каждая антенна 236 и участок структуры 298 с выемкой сформированы из диэлектрической полимерной смолы, содержащей диэлектрический материал, обеспечивающий возможность передачи беспроводных сигналов.
На одной стороне подложки 202 соединительные выводы 280 для соединения с электронным устройством 101В, предусмотрены в заданных положениях, в определенных точках корпуса 290. Карта 201В с запоминающим устройством частично включает в себя структуру обычного вывода для сигналов с низкой скоростью и малым объемом для источника питания. Для сигналов, которые должны быть переданы, используя миллиметровые волны, выводы удалены, как показано пунктирными линиями на фиг.21.
Как показано на фиг.21(В), электронное устройство 101В имеет полупроводниковую микросхему 103 на поверхности подложки 102, имеющей отверстие 192, и антенна 136 сформирована на одной поверхности подложки 102. В корпусе 190 отверстие 192, через которое карту 201В с запоминающим устройством вставляют и извлекают, сформировано, как структура 4 паза. В корпусе 190 выступающая структура 198, имеющая структуру ограничения миллиметровых волн (волноводную структуру), сформирована на участке, соответствующем положению структуры 298 с выемкой, когда карту 201В с запоминающим устройством вставляют через отверстие 192, и, таким образом, формируют диэлектрический канал 9А передачи.
Как показано на фиг.21(С), корпус 190 структуры 4 паза имеет механическую структуру таким образом, что в ответ на вставку карты 201В с запоминающим устройством через отверстие 192 структура 198 выступа (диэлектрический канал 9А передачи) и структура 298 с выемкой входят в контакт выступ/выемка друг с другом. Когда структуры выступ/выемка сопоставляют друг с другом, антенна 136 и множество (две на фиг.21(С)) антенн 236 располагаются противоположно друг другу, и диэлектрический канал 9А передачи располагается между ними, как канал 9 беспроводной передачи сигнала. В соответствии с этим становится возможным выполнить, например, распределение сигнала, при котором идентичные сигналы из одной антенны 136 передачи беспроводно передают в две антенны 236 приема, сбор сигнала, при котором сигналы из двух передающих антенн 236 беспроводно передают в одну приемную антенну 136, коммутацию сигнала, в которой используются каналы передачи данных между двумя системами передачи/приема, и т.п. Хотя карта 201В с запоминающим устройством имеет корпус 290, который расположен между диэлектрическим каналом 9А передачи и антеннами 236, он не оказывает существенного влияния на радиопередачу в диапазоне миллиметровых волн, поскольку участок структуры 298 с выемкой сформирован из диэлектрического материала.
(Третий пример)
На фиг.22 показаны схемы, каждая из которых описывает третий пример электронного устройства в соответствии с Вариантом 11 осуществления. Устройство 1 передачи сигналов включает в себя портативное устройство 201K воспроизведения изображения, как пример первого электронного устройства, и устройство 101K получения изображений, как пример второго (на стороне основного корпуса) электронного устройства, на котором установлено устройство 201K воспроизведения изображения. В устройстве 101K получения изображений держатель 5K установки, на котором установлено устройство 201K воспроизведения изображения, предусмотрен на части корпуса 190. Следует отметить, что вместо держателя 5K установки может быть предусмотрена структура 4 паза, как во втором примере. Третий пример представляет собой то же, что и второй пример, в том, что передачу сигналов выполняют беспроводно между двумя электронными устройствами, когда одно электронное устройство установлено на другом электронном устройстве. Ниже будет представлено описание, которое фокусируется на отличиях от второго примера.
Устройство 101K получения изображений выполнено приблизительно прямоугольным (прямоугольник) по форме, и, таким образом, его больше нельзя называть устройством типа карты. Устройство 101K получения изображений может быть любым, если только оно получает данные движущегося изображения, например, и соответствует устройству цифровой записи/воспроизведения или, например, наземному телевизионному приемнику. Устройство 201K воспроизведения изображения включает в себя, как функциональный модуль приложения, устройство сохранения, предназначенное для сохранения данных движущегося изображения, передаваемых со стороны устройства 101K получения изображений, и функциональный модуль для считывания данных движущегося изображения из устройства сохранения и воспроизведения движущегося изображение на модуле дисплея (например, устройство жидкокристаллического дисплея или устройство с дисплеем органической EL). По структуре можно считать, что карту 201В с запоминающим устройством заменили устройством 201K воспроизведения изображения, и можно считать, что электронное устройство 101В заменено устройством 101K получения изображений.
В корпусе 190 в нижней части держателя 5K установки размещена полупроводниковая микросхема 103, как во втором примере (фиг.21), например, и антенна 136 предусмотрена в заданном положении. На участке корпуса 190, противоположном антенне 136, сформирован диэлектрический канал 9А передачи, использующий диэлектрический материал, как канал 9 беспроводной передачи сигнала. В корпусе 290 устройства 201K воспроизведения изображения, которое установлено на держателе 5K установки, множество (две на фиг.22) полупроводниковых микросхем 203 размещены, например, как во втором примере (фиг.21), и антенны 236 (всего две антенны 236) предусмотрены в соответствии с соответствующими полупроводниковыми микросхемами 203. На участке корпуса 290, противоположном двум антеннам 236, сформирован канал 9 беспроводной передачи сигнала (диэлектрический канал 9А передачи) с использованием диэлектрического материала. Такие моменты аналогичны представленным во втором примере. В соответствии с этим становится возможным выполнять, например, распределение сигнала, при котором идентичные сигналы из одной передающей антенны 136 передают беспроводно в две приемные антенны 236, сбор сигнала, при котором сигналы из двух передающих антенн 236 беспроводно передают в одну приемную антенну 136, коммутацию сигналов, в которой используют каналы передачи данных между двумя системами передачи/приема, и т.п.
В третьем примере не используется концепция сопоставления структуры, а способ упора в стенку таким образом, что антенна 136 и антенны 236 располагаются противоположно друг другу, когда устройство 101K получения изображений устанавливают так, что оно примыкает к кромке 101а держателя 5K установки. Таким образом, влияние неточного выравнивания может быть надежно устранено. Такая конфигурация обеспечивает возможность выполнять выравнивание устройства 201K воспроизведения изображения для беспроводной передачи сигнала, когда устройство 201K воспроизведения изображения установлено на (закреплено на) держателе 5K установки. Хотя корпус 190 и корпус 290 расположены между антенной 136 и антеннами 236, они не оказывают существенного влияния на радиопередачу в диапазоне миллиметровых волн, поскольку они выполнены из диэлектрических материалов.
Список номеров ссылочных позиций
1 Устройство передачи сигналов
100 Первое устройство передачи данных
102 Подложка
103 Полупроводниковая микросхема
104 Функциональный модуль LSI
107 Модуль генерирования сигнала
108 Модуль соединения с каналом передачи
110 Модуль генерирования сигнала на стороне передачи
113 Модуль обработки мультиплексирования
114 Модуль параллельно-последовательного преобразования
115 Модуль модуляции
116 Модуль преобразования частоты
117 Модуль усилителя
120 Модуль генерирования сигнала на стороне приема
124 Модуль усилителя
125 Модуль преобразования частоты
126 Модуль демодуляции
127 Модуль последовательно-параллельного преобразования
128 Модуль обработки демультиплексирования
132 Вывод передачи/приема миллиметровых волн
134 Канал передачи миллиметровых волн
136 Антенна
142 Диэлектрический волновод
144 Проводник (Экранирующий материал)
174 Модуль преобразования миллиметровых волн источника питания
176 Модуль обработки с временным разделением
200 Второй модуль передачи данных
201 Карта с запоминающим устройством
202 Подложка
203 Полупроводниковая микросхема
207 Модуль генерирования сигнала
208 Модуль соединения с каналом передачи
236 Антенна
4 Структура паза
9 Канал передачи сигналов миллиметровых волн
9А Диэлектрический канал передачи
9В Канал передачи в свободном пространстве
9L Полый волновод