JP2016127433A - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数レーンを持つ伝送路上のクロストークや不要輻輳の影響を改善する。
【解決手段】ソース機器210側は、各TMDSチャネル231−1、…、231−Nの各々を、送信部211の対応する信号ピン又は接地のいずれかに接続するスイッチ211−1、…、211−Nを備え、シンク機器220は、各TMDSチャネル231−1、…、231−Nの各々を、受信部221の対応する信号ピン又は接地のいずれかに接続するスイッチ221−1、…、221−Nを備えている。ソース機器210とシンク機器220はともに、TMDSチャネル231−1、…、231−Nのうち通信を行なっていない信号線を接地する。
【選択図】 図2

Description

本明細書で開示する技術は、所定の通信インターフェース規格に則ってデータ伝送を行なう通信装置及び通信方法に係り、例えばMHL(Mobile High−Definition Link)に則って映像や音声の信号の伝送を行なう通信装置及び通信方法に関する。
近年、スマートフォンやタブレットなど、高精細な映像を表示可能な携帯機器の普及が進んである。これに伴って、携帯機器向けの高速に映像を伝送するための通信インターフェース規格であるMHLの開発が進められている(例えば、特許文献1を参照のこと)。
ディジタル映像伝送を実現する通信インターフェース規格として、HDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)も挙げられる。これに対し、MHLには、映像伝送に必要な最小限のピン構成として実装面積を最小にしたことや、電源供給をサポートしたことに主な特徴がある。
MHL機器は、映像信号を送信するソース機器と、映像信号を受信し表示するシンク機器と、MHL形式の映像信号を他の映像信号に変換するドングル機器というカテゴリーに分類される。そして、MHL機器間の接続並びに信号伝送には、MHL規格を満たすMHLケーブルが使用される。ソース機器には、パーソナル・コンピューターや、スマートフォン、タブレット端末、ゲーム機器、ディジタルカメラなどが含まれる。また、シンク機器には、ディジタルTVなどのディスプレイ装置が含まれる。ソース機器とシンク機器をMHLケーブル1本で接続することで、高精細映像を伝送すると同時に、電源の供給(ソース機器の充電)を行なうことができる。MHL規格では、基本的には、ソース機器からシンク機器への一方向で映像信号を伝送することを想定している。
特開2012−169702号公報
本明細書で開示する技術の目的は、所定の通信インターフェース規格に則って、映像や音声の信号を好適に伝送することができる、優れた通信装置及び通信方法を提供することにある。
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項1に記載の技術は、
映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信装置であって、
前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信部と、
前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチと、
前記スイッチの接続切り換えを制御する制御部と、
を具備する通信装置である。
本願の請求項2に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置の前記制御部は、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信している状態で、通信を行なっていない信号線を接地するように構成されている。
本願の請求項3に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置の前記制御部は、前記通信相手のケーパビリティーに基づいて、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線を決定するように構成されている。
本願の請求項4に記載の技術によれば、請求項3に記載の通信装置は、通信を行なわない信号線に関する信号線情報を前記通信部から前記通信相手に送信するように構成されている。
本願の請求項5に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置の通信を行なわない信号線に関する信号線情報を前記通信部から前記通信相手に送信するように構成されている。
本願の請求項6に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置は、前記通信相手が決定した、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線に関する信号線情報を、前記通信相手から前記通信部で受信するように構成されている。
本願の請求項7に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置は、前記通信相手が信号線を接地する機能を装備していないときには、前記制御部は、通信を行なわない信号線の接地を実施しないように構成されている。
本願の請求項8に記載の技術によれば、請求項1に記載の通信装置において、前記伝送ケーブルは、MHL規格に適合する。
また、本願の請求項9に記載の技術は、
映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信方法であって、
前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチ
の接続切り換えを制御する制御ステップと、
前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信ステップと、
を有する通信方法である。
本明細書で開示する技術によれば、複数レーンを持つ伝送路上のクロストークや不要輻輳の影響を改善して、映像や音声の信号を好適に伝送することができる、優れた通信装置及び通信方法を提供することができる。
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
図1は、通信システム1の基本構成を模式的に示した図である。 図2は、信号線の接地機能を備えた通信システム2の構成例を示した図である。 図3は、図2に示した通信システムの変形例を示した図である。 図4は、図2に示した通信システム2の動作例を示した図である。 図5は、図2に示した通信システム2の動作例を示した図である。 図6は、信システム2で実施される処理手順を示したフローチャートである。
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
図1には、映像や音声を伝送する通信システム1の基本構成を模式的に示している。通信システム1は、ソース機器10とシンク機器20の組み合わせで構成される。ソース機器10は、映像情報や音声情報の供給元であり、スマートフォンなどの携帯機器を想定している。また、シンク機器20は、映像情報や音声情報の出力先であり、テレビ受信機など大画面を持つ設置機器を想定している。
ソース機器10は送信部11を備え、シンク機器20は受信部21を備えており、送信部11と受信部21の間は、例えばMHLなどの所定の通信インターフェース規格に則った伝送ケーブル30で接続されている。
伝送ケーブル30は、N本のTMDS(Transition Minimized Differential Signaling:遷移数最少差動信号伝送方式)チャネル31−1、…、31−Nと、CBUS(Control Bus)若しくはeCBUS32と、VBUS(Voltage Bus)33を含んでいる。
TMDSチャネル31−1、…31−Nは、主に動画映像情報と音声情報を伝送するために使用される差動対線である。1本のTMDSチャネルを「レーン」と呼ぶ。図1に示す例では、通信システム1はNレーンで構成されている。ちなみに、MHLのバージョン1〜3では1レーンが規定されているが、本明細書で開示する技術では、ソース機器10とシンク機器20が複数のレーンで接続されていることを想定する。多レーン化することにより、高帯域化、高解像度の映像信号の伝送が可能になる。なお、TMDSは、VESA(VideoElectronics Standards Association)によって標準化されたディジタル映像信号の伝送方式であるが、詳細な説明は省略する。
CBUS32は、主に映像及び音声伝送の制御や機器連携などのための通信に用いられる双方向データ・バスである。MHLのバージョン1〜2ではCBUS、バージョン3以降ではeCBUSと呼ばれるが、以下では総称して「CBUS」ということにする。
VBUS33は、主に電源供給に使用される電源線である。基本的には、商用電源が接続されるテレビ受信機などのシンク機器20からスマートフォンなどバッテリー駆動のソース機器10への方向で、例えば5Vの電源が供給される。
ソース機器10側の送信部11には、図示しない情報再生部で再生される映像情報(Video)並びに音声情報(Audio)が供給される。そして、送信部11は、動画映像情報と音声情報を、伝送ケーブル30内のTMDSチャネル31−1、…31−Nのうち1レーン又は2レーン以上を使って送信する。
一方、シンク機器20側の受信部21は、伝送ケーブル30内のTMDSチャネル31−1、…31−Nのうち1レーン又は2レーン以上を使って伝送される動画映像情報と音声情報を受信すると、図示しない情報出力部で画面表示や音声出力を行なう。
MHL規格では、映像伝送用のTMDSチャネルの高帯域化、転送速度の増大が検討されている。また、図1に示したような通信システム1では、複数レーンを用いて大容量映像データの伝送が可能になる。
ところが、実際の通信では、コンテンツ(画サイズ、フレームレートなど)毎にデータ量が異なり、これに応じて必要なレーン数も違ってくる。また、ソース機器とシンク機器間でケーパビリティー(対応解像度、対応伝送速度、対応レーン数)の相違により、コンテンツ伝送時に伝送ケーブルが装備するレーンをすべて使用するとは限らない。
複数の信号線が束ねられた伝送ケーブルで、一部の信号線のみが通信している状態では、通信を行なっていない信号線によるクロストークや不要輻射に影響を与えるという問題がある。クロストークや不要輻射は、通信を行なっていない信号線も結線されたまま、すなわちフローティング状態であることに起因する。
そこで、本明細書では、ソース機器とシンク機器間で伝送ケーブルに含まれる一部の信号線のみで通信している状態で、通信を行なっていない信号線をソース機器及びシンク機器の双方において接地することで、クロストークや不要輻射の影響を改善する技術について開示する。
なお、ソース機器とシンク機器のいずれか一方しか信号線を接地する手段を装備していないなど、ソース機器とシンク機器のうち片方しか信号線を接地しないと、その信号線がアンテナとして動作する可能性があり、不要電波の発生源となるおそれがある。このため、未使用の信号線の接地は、ソース機器とシンク機器の双方で行なうようにし、片方の機器でのみ接地することは避けるべきである。
図2には、信号線の接地機能を備えた通信システム2の構成例を示している。通信システム2は、ソース機器210とシンク機器220の組み合わせで構成される。ソース機器210は送信部211を備え、シンク機器220は受信部221を備えている。送信部211と受信部221の間は伝送ケーブル230で接続されている。伝送ケーブル230は、主に動画映像情報と音声情報を伝送するために使用されるN本のTMDSチャネル231−1、…、231−Nと(但し、Nは2以上の整数)、双方向データ伝送用のCBUS232を含んでいる。
ソース機器210側は、各TMDSチャネル231−1、…、231−Nの各々を、送信部211の対応する信号ピン又は接地のいずれかに接続するスイッチ211−1、…、211−Nを備えている。各スイッチ211−1、…、211−Nの接続切り換えは、送信部210が制御するものとする。また、シンク機器220は、各TMDSチャネル231−1、…、231−Nの各々を、受信部221の対応する信号ピン又は接地のいずれかに接続するスイッチ221−1、…、221−Nを備えている。各スイッチ221−1、…、221−Nの接続切り換えは、受信部220が制御するものとする。
ソース機器210とシンク機器220はともに、映像又は音声信号を通信している間に、TMDSチャネル231−1、…、231−Nのうち通信を行なっていない信号線を接地するように、スイッチ211−1、…、211−N並びにスイッチ221−1、…、221−Nの切り換え制御を行なうようになっている。また、ソース機器210とシンク機器220は、CBUS232を通じた双方向データ通信により、互いのスイッチ211−1、…、211−N並びにスイッチ221−1、…、221−Nを同期的に切り換え制御するようになっている。
なお、ソース機器210とシンク機器220のうち片方しか信号線を接地しないと、その信号線がアンテナとして動作する可能性があるので、未使用の信号線の接地は、ソース機器210とシンク機器220の双方で行なうようにする。
図3には、図2に示した通信システム2の変形例を示している。図2に示した構成例では、ソース機器210側では、スイッチ211−1、…、211−Nは送信部211の外部に配設されるとともに、シンク機器220側では、スイッチ221−1、…、221−Nは受信部221の外部に配設されている。これに対し、図3に示す構成例では、ソース機器210側では、スイッチ211−1、…、211−Nは送信部211の回路チップの内部素子として実装され、また、シンク機器220側では、スイッチ221−1、…、221−Nは受信部221の回路チップの内部素子として実装されている。各スイッチ211−1、…、211−Nの接続切り換えは、送信部210内の制御部212が、CBUS232を介したシンク機器220との通信結果に基づいて制御するものとする。また、シンク機器220は、各TMDSチャネル231−1、…、231−Nの各々を、受信部221の対応する信号ピン又は接地のいずれかに接続するスイッチ221−1、…、221−Nを備えている。各スイッチ221−1、…、221−Nの接続切り換えは、受信部220内の制御部222が、CBUS232を介したソース機器210との通信結果に基づいて制御するものとする。
勿論、図2に示したソース機器と図3に示したシンク機器の組み合わせで通信システムを構成し、又は、図3に示したソース機器と図2に示したシンク機器の組み合わせで通信システムを構成することもできる。
図4並びに図5には、図2に示した通信システム2の動作例を示している。図4に示す動作例では、ソース機器210とシンク機器220の間で映像信号の伝送を行なう状態で、TMDSチャネル231−2の信号線では通信が行なわれていない。したがって、ソース機器210側ではスイッチ211−2を接地するとともに、シンク機器220側ではスイッチ221−2を接地して、未使用の信号線231−2によるクロストークや不要輻射の影響を改善する。また、図5に示す動作例では、ソース機器210とシンク機器220の間で映像信号の伝送を行なう状態で、TMDSチャネル231−Nの信号線では通信が行なわれていない。したがって、ソース機器210側ではスイッチ211−Nを接地するとともに、シンク機器220側ではスイッチ221−Nを接地して、未使用の信号線231−Nによるクロストークや不要輻射の影響を改善する。
図6には、図4並びに図5に示すような動作を実現するための通信システム2で実施される処理手順をフローチャートの形式で示している。図示の処理手順は、ソース機器210とシンク機器220の協働的な動作により実現する。
ソース機器210とシンク機器220を伝送ケーブル230で接続すると、シンク機器220側の受信部221からMHLディスカバリー・プロセスを開始することにより、MHLのリンク・ネゴシエーションを行なう(ステップS601)。
そして、シンク機器220がソース機器210へ、自分のケーパビリティー情報を送信する(ステップS602)。ここで言うケーパビリティー情報には、シンク機器220が対応するコンテンツの解像度、対応フレームレート、対応レーン数、各レーンの対応伝送速度などを含むものとする。
次いで、ソース機器210は、シンク機器220のケーパビリティー情報を考慮しながら、シンク機器220へコンテンツを伝送する通信条件を算出する(ステップS603)。通信条件には、使用するレーン数、各レーンの伝送速度が含まれる。
例えば、コンテンツの送出データ量が18Gbpsであるのに対し、シンク機器220のケーパビリティー情報として最大伝送速度が6Gbps、使用可能レーン数が6レーンであれば、3本のレーンを使って、18Gbps相当の必要データ量を送出することが可能である。あるいは、使用可能な6本のレーンをすべて使って、18Gbps相当の必要データ量を送出することが可能となる最低の伝送速度3Gpbsに設定するようにしてもよい。
そして、ソース機器210は、コンテンツ伝送に使用する総レーン数並びに使用レーン(又は、未使用レーン)を指定する情報を含んだレーン情報を、シンク機器220に送信する(ステップS604)。
ここで、ソース機器210からシンク機器220の未使用レーンがあるかどうかをチェックする(ステップS605)。
未使用レーンがない場合には(ステップS605のNo)、ソース機器210は、すべてのレーンを使ってシンク機器220へのデータの送信を実行し(ステップS606)、リンクを成立して、本処理ルーチンを終了する。
一方、未使用レーンがある場合には(ステップS605のYes)、ソース機器210及びシンク機器220がともに未使用レーンの接地機能(図2並びに図3を参照のこと)を装備しているかどうかをさらにチェックする(ステップS607)。
ソース機器210及びシンク機器220がともに未使用レーンの接地機能を装備している場合には(ステップS607のYes)、ソース機器210とシンク機器220はともに、ステップS604で送出したレーン情報に基づいて、未使用レーンの接地処理を行なってから(ステップS608)、ソース機器210は、レーン情報で指定されたレーンを使ってシンク機器220へのデータの送信を実行し(ステップS606)、リンクを成立して、本処理ルーチンを終了する。
一方、ソース機器210又はシンク機器220のうち少なくとも一方が未使用レーンの接地機能を装備していない場合には(ステップS607のNo)、ソース機器210とシンク機器220はいずれも、未使用レーンの接地を行なうことなく、ソース機器210は、レーン情報で指定されたレーンを使ってシンク機器220へのデータの送信を実行し(ステップS606)、リンクを成立して、本処理ルーチンを終了する。
ソース機器210は、シンク機器220とリンクが成立している間、常にコンテンツを監視し、コンテンツの条件が変化したとき(例えば、コンテンツの解像度が変化した場合)、ステップS603に復帰して、必要レーン数を再計算して、上記と同様の処理を繰り返し実行する。
本明細書で開示する技術によれば、以下の効果が期待できる。
(1)未使用の高速伝送線を、伝送コンテンツの条件に合わせてダイナミックに設置することにより、伝送ケーブル全体のインダンスを低減することができる。この結果、不要輻射の改善、各伝送線間のクロストークの改善を見込める。
(2)対応レーン数が異なるソース機器とシンク機器を共通ケーブルで接続した場合、どちらか一方で未使用線がフローティング状態になってしまい、不要輻射などに悪影響を与える。これに対し、本明細書で開示する技術によれば、未使用線が接地されるので、特性の維持が可能となる。
(3)ユーザーがコンテンツ伝送時の未使用レーンを意識することなく、不要輻射やクロストークの改善を実現することができる。
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
本明細書では、MHLをベースにした通信インターフェースで機器同士が接続される通信システムに本明細書で開示する技術を適用した実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術の要旨はこれに限定されるものではない。複数のレーンを用いて映像情報や音声情報を伝送するさまざまな通信インターフェース規格に基づく通信システムに、同様に本明細書で開示する技術を適用することができる。
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
(1)映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信装置であって、
前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信部と、
前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチと、
前記スイッチの接続切り換えを制御する制御部と、
を具備する通信装置。
(2)前記制御部は、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信している状態で、通信を行なっていない信号線を接地する、
上記(1)に記載の通信装置。
(3)前記制御部は、前記通信相手のケーパビリティーに基づいて、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線を決定する、
上記(1)に記載の通信装置。
(4)通信を行なわない信号線に関する信号線情報を前記通信部から前記通信相手に送信する、
上記(3)に記載の通信装置。
(5)前記制御部は、前記通信装置自身のケーバビリティに基づいて決定された、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線を接地する、
上記(1)に記載の通信装置。
(6)前記通信相手が決定した、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線に関する信号線情報を、前記通信相手から前記通信部で受信する、
上記(1)に記載の通信装置。
(7)前記通信相手が信号線を接地する機能を装備していないときには、前記制御部は、通信を行なわない信号線の接地を実施しない、
上記(1)に記載の通信装置。
(8)前記伝送ケーブルは、MHL規格に適合する、
請求項1に記載の通信装置。
(9)映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信方法であって、
前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチ
の接続切り換えを制御する制御ステップと、
前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信ステップと、
を有する通信方法。
1…通信システム
10…ソース機器、11…送信部
20…シンク機器、21…受信部
30…伝送ケーブル、31−1〜31−N…TMDSチャネル
32…CBUS、33…VBUS
2…通信システム
210…ソース機器、211…送信部
211−1、…、211−N…スイッチ
212…制御部
220…シンク機器、221…受信部
221−1、…、221−N…スイッチ
222…制御部
230…伝送ケーブル、231−1〜231−N…TMDSチャネル
232…CBUS

Claims (9)

  1. 映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信装置であって、
    前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信部と、
    前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチと、
    前記スイッチの接続切り換えを制御する制御部と、
    を具備する通信装置。
  2. 前記制御部は、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信している状態で、通信を行なっていない信号線を接地する、
    請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記制御部は、前記通信相手のケーパビリティーに基づいて、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線を決定する、
    請求項1に記載の通信装置。
  4. 通信を行なわない信号線に関する信号線情報を前記通信部から前記通信相手に送信する、
    請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記制御部は、前記通信装置自身のケーバビリティに基づいて決定された、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線を接地する、
    請求項1に記載の通信装置。
  6. 前記通信相手が決定した、前記通信相手と映像又は音声の信号を通信する際に通信を行なわない信号線に関する信号線情報を、前記通信相手から前記通信部で受信する、
    請求項1に記載の通信装置。
  7. 前記通信相手が信号線を接地する機能を装備していないときには、前記制御部は、通信を行なわない信号線の接地を実施しない、
    請求項1に記載の通信装置。
  8. 前記伝送ケーブルは、MHL(Mobile High−Definition Link)規格に適合する、
    請求項1に記載の通信装置。
  9. 映像又は音声の信号を伝送する複数の信号線を含む伝送ケーブルを介して通信相手と通信する通信方法であって、
    前記複数の信号線の各々を前記通信部又は接地のいずれかに接続するスイッチ
    の接続切り換えを制御する制御ステップと、
    前記複数の信号線の少なくとも一部を使って映像又は音声信号の通信を行なう通信ステップと、
    を有する通信方法。
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