TWI572925B - Hdmi數據傳輸裝置 - Google Patents

Description

HDMI數據傳輸裝置

本發明涉及訊號傳輸領域，尤其涉及一種HDMI數據傳輸裝置。

HDMI係一種高清晰度的多媒體介面，它可以提供較高的傳輸帶寬以傳送音頻訊號及視頻訊號。HDMI數據傳輸裝置係一種主要應用於電視、電腦等中用以提供高清數位視頻及音頻訊號傳輸的高頻線纜。傳統的HDMI數據傳輸裝置通常包括一根由銅製成的連接線以及兩個分別連接於該連接線兩端的HDMI連接器。由於銅的價格昂貴，為了節省成本，該連接線的長度設計得很短，因此，該HDMII數據傳輸裝置無法實現訊號的遠距離傳輸。

有鑒於此，有必要提供一種能實現訊號遠距離傳輸的HDMI數據傳輸裝置。

一種HDMI數據傳輸裝置，其包括兩個HDMI連接器、一個第一連接線、一個第二連接線及一個光纖耦合連接器組件。該第一連接線的一端連接其中一個HDMI連接器，該第二連接線的一端連接另一個HDMI連接器。該光纖耦合連接器組件包括一個第一光纖耦合連接器、一個第二光纖耦合連接器、一個第一光纖及一個第二光纖。該第一光纖耦合連接器與該第一連接線的另一端連接，該第二光纖耦合連接器與該第二連接線的另一端連接。該第一光纖與該第二光纖連接該第一光纖耦合連接器及該第二光纖耦合連接器。該第二光纖耦合連接器用於將來自該第二連接線的第一電訊號轉換成第一光訊號。該第二光纖用於傳輸該第一光訊號至該第一光纖耦合連接器。該第一光纖耦合連接器用於將該第一光訊號轉換成該第一電訊號並輸出至該第一連接線及用於將來自該第一連接線的第二電訊號轉換成第二光訊號。該第一光纖用於傳輸該第二光訊號至該第二光纖耦合連接器。該第二光纖耦合連接器還用於將該第二光訊號轉換成該第二電訊號並輸出至該第二連接線。

相較於先前技術，本發明的HDMI數據傳輸裝置利用該第一連接線、該光纖耦合連接器組件及該第二連接線將兩個HDMI連接器連接，並利用該光纖耦合連接器組件中的第一光纖及第二光纖來延長該HDMI數據傳輸裝置的整體長度，從而實現訊號的遠距離傳輸。

10．．．HDMI數據傳輸裝置

12．．．第一HDMI連接器

14．．．第一連接線

16．．．第二連接線

18．．．第二HDMI連接器

100．．．光纖耦合連接器組件

20．．．第一光纖耦合連接器

22．．．第一本體

220．．．第一前壁

222．．．第一後壁

224．．．第一穿孔

226．．．第一通孔

24．．．第一光電轉換模組

240．．．第一電路板

2402．．．第一上表面

2404．．．第一下表面

242．．．第一發光模組

244．．．第一收光模組

25．．．第一光耦合部

250．．．第一收容腔

251．．．第一頂面

2510．．．第一頂面凹槽

2512．．．第一面

2514．．．第二面

2516．．．第一反射面

252．．．第一底面

2520．．．第一底面凹槽

2522．．．第一光學面

253．．．第一前表面

2530．．．第一缺口

2532．．．第二光學面

254．．．第一會聚透鏡

256．．．第二會聚透鏡

258．．．第一支撐件

30．．．第二光纖耦合連接器

32．．．第二本體

320．．．第二前壁

322．．．第二後壁

324．．．第二穿孔

326．．．第二通孔

34．．．第二光電轉換模組

340．．．第二電路板

3402．．．第二上表面

3404．．．第二下表面

342．．．第二收光模組

344．．．第二發光模組

35．．．第二光耦合部

350．．．第二收容腔

351．．．第二頂面

3510．．．第二頂面凹槽

3512．．．第三面

3514．．．第四面

3516．．．第二反射面

352．．．第二底面

3520．．．第二底面凹槽

3522．．．第三光學面

353．．．第二前表面

3530．．．第二缺口

3532．．．第四光學面

354．．．第三會聚透鏡

356．．．第四會聚透鏡

358．．．第二支撐件

40．．．第一光纖

50．．．第二光纖

60．．．主機

70．．．顯示裝置

圖1係本發明實施方式提供的HDMI數據傳輸裝置的立體示意圖。

圖2係圖1中的HDMI數據傳輸裝置的剖示圖。

圖3係圖1中的HDMI數據傳輸裝置沿III-III的剖面示意圖。

圖4係圖1中的HDMI數據傳輸裝置沿IV-IV的剖面示意圖。

圖5係圖1中的HDMI數據傳輸裝置的訊號傳輸示意圖。

下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，為本發明實施方式提供的HDMI數據傳輸裝置10。該HDMI數據傳輸裝置10包括一個第一HDMI連接器12、一個第一連接線14、一個光纖耦合連接器組件100、一個第二連接線16以及一個第二HDMI連接器18。該第一連接線14的一端連接該第一HDMI連接器12，該第二連接線16的一端連接該第二HDMI連接器18，該第一連接線14的另一端藉由該光纖耦合連接器組件100與該第二連接線16的另一端連接。本實施方式中，該第一連接線14及該第二連接線16由金屬銅製成。

請參閱圖2，該光纖耦合連接器組件100包括一個第一光纖耦合連接器20、一個第二光纖耦合連接器30、一根第一光纖40以及一根第二光纖50。該第一光纖耦合連接器20與該第一連接線14連接。該第一光纖40的兩端分別連接該第一光纖耦合連接器20及該第二光纖耦合連接器30。該第二光纖50的兩端分別連接該第一光纖耦合連接器20及該第二光纖耦合連接器30。該第二光纖耦合連接器30與該第二連接線16連接。

具體地，請一並參閱圖2至圖4，該第一光纖耦合連接器20包括一個第一本體22以及收容於該第一本體22內的第一光電轉換模組24。

該第一本體22為內部為空的立方體結構，其包括一個第一前壁220及一個第一後壁222。該第一前壁220與該第一後壁222分別位於該第一本體22相背的兩側，且該第一前壁220與該第一後壁222平行。該第一前壁220上開設有兩個相互間隔的第一穿孔224，該第一後壁222上開設有一個第一通孔226。

該第一光電轉換模組24收容於該第一本體22內。該第一光電轉換模組24包括一個第一電路板240、一個第一發光模組242、一個第一收光模組244以及一個第一光耦合部25。

該第一電路板240承載於該第一本體22的底部並包括一個第一上表面2402及一個第一下表面2404。該第一上表面2402及該第一下表面2404位於該第一電路板240的相背兩側，且該第一上表面2402與該第一下表面2404平行。該第一連接線14穿過該第一通孔226後連接於該第一上表面2402上，且該第一連接線14與該第一電路板240電性連接。

該第一發光模組242及該第一收光模組244相互間隔地固設於該第一上表面2402上並與該第一電路板240電性連接。具體地，該第一發光模組242及該第一收光模組244排列成一條直線。

該第一光耦合部25包括一個第一頂面251、一個第一底面252、一個第一前表面253、兩個第一會聚透鏡254、兩個第二會聚透鏡256以及一個第一支撐件258。

該第一頂面251與該第一底面252位於該第一光耦合部25相背的兩側，且該第一頂面251與該第一底面252平行。該第一前表面253直連接該第一頂面251及該第一底面252均。

該第一頂面251開設有一個條形的第一頂面凹槽2510。該第一頂面凹槽2510包括一個第一面2512、一個第二面2514以及一個第一反射面2516。該第一面2512位於該第一頂面凹槽2510的底部並與該第一頂面251平行。該第二面2514位於該第一頂面凹槽2510的一側且與該第一面2512及該第一頂面251均垂直連接。該第一反射面2516位於該第一頂面凹槽2510的另外一側且與該第一面2512及該第一頂面251均傾斜連接。

該第一底面252開設有長方體形的第一底面凹槽2520。該第一底面凹槽2520包括一個第一光學面2522。該第一光學面2522位於該第一底面凹槽2520的底部且與該第一頂面251及該第一底面252均平行。

該第一前表面253開設有第一缺口2530。該第一缺口2530包括一個第二光學面2532。該第二光學面2532相對該第一前表面253朝該第一反射面2516的方向凹陷。該第二光學面2532與該第一前表面253平行，即該第二光學面2532與該第一頂面251、該第一底面252及該第一光學面2522均垂直。本實施方式中，該第一反射面2516相對該第一光學面2522及該第二光學面2532均傾斜45度。

該兩個第一會聚透鏡254均設置於該第一光學面2522上。具體地，該兩個第一會聚透鏡254排列成一條直線且與該第一發光模組242及該第一收光模組244一一對準。本實施方式中，該兩個第一會聚透鏡254均為凸透鏡。

該兩個第二會聚透鏡256均設置於該第二光學面2532上。具體地，該兩個第二會聚透鏡256排列成一條直線且與該兩個第一會聚透鏡254一一對應。本實施方式中，該兩個第二會聚透鏡256均為凸透鏡。

該第一支撐件258為一個矩形框體。該第一支撐件258垂直該第一底面252朝遠離該第一頂面251的方向延伸，且該第一支撐件258圍繞該第一底面凹槽2520的四周。本實施方式中，該第一支撐件258膠合於該第一電路板240上以於該第一光學面2522與該第一電路板240之間形成第一收容腔250，該第一發光模組242及該第一收光模組244收容於該第一收容腔250內。

請一並參閱圖2至圖4，該第二光纖耦合連接器30包括一個第二本體32以及收容於該第二本體32內的第二光電轉換模組34。

該第二本體32為內部為空的立方體結構，其包括一個第二前壁320及一個第二後壁322。該第二前壁320與該第二後壁322分別位於該第二本體32相背的兩側，且該第二前壁320與該第二後壁322平行。該第二前壁320上開設有兩個相互間隔的第二穿孔324，該第二後壁322上開設有一個第二通孔326。

該第二光電轉換模組34收容於該第二本體32內。該第二光電轉換模組34包括一個第二電路板340、一個第二收光模組342、一個第二發光模組344以及一個第二光耦合部35。

該第二電路板340承載於該第二本體32的底部並包括一個第二上表面3402及一個第二下表面3404。該第二上表面3402及該第二下表面3404位於該第二電路板340的相背兩側，且該第二上表面3402與該第二下表面3404平行。該第二連接線16穿過該第二通孔326後連接於該第二上表面3402上，且該第二連接線16與該第二電路板340電性連接。

該第二收光模組342及該第二發光模組344相互間隔地固設於該第二上表面3402上並與該第二電路板340電性連接。具體地，該第二收光模組342及該第二發光模組344排列成一條直線。

該第二光耦合部35包括一個第二頂面351、一個第二底面352、一個第二前表面353、兩個第三會聚透鏡354、兩個第四會聚透鏡356以及一個第二支撐件358。

該第二頂面351與該第二底面352位於該第二光耦合部35相背的兩側，且該第二頂面351與該第二底面352平行。該第二前表面353垂直連接該第二頂面351及該第二底面352。

該第二頂面351開設有一個條形的第二頂面凹槽3510。該第二頂面凹槽3510包括一個第三面3512、一個第四面3514以及一個第二反射面3516。該第三面3512位於該第二頂面凹槽3510的底部並與該第二頂面351平行。該第四面3514位於該第二頂面凹槽3510的一側且與該第三面3512及該第二頂面351均垂直連接。該第二反射面3516位於該第二頂面凹槽3510的另外一側且與該第三面3512及該第二頂面351均傾斜連接。

該第二底面352開設有長方體形的第二底面凹槽3520。該第二底面凹槽3520包括一個第三光學面3522。該第三光學面3522位於該第二底面凹槽3520的底部且與該第二頂面351及該第二底面352均平行。

該第二前表面353開設有第二缺口3530。該第二缺口3530包括一個第四光學面3532。該第四光學面3532相對該第二前表面353朝該第二反射面3516的方向凹陷。該第四光學面3532與該第二前表面353平行，即該第四光學面3532與該第二頂面351、該第二底面352及該第三光學面3522均垂直。本實施方式中，該第二反射面3516相對該第三光學面3522及該第四光學面3532均傾斜45度。

該兩個第三會聚透鏡354均設置於該第三光學面3522上。具體地，該兩個第三會聚透鏡354排列成一條直線且與該第二收光模組342及該第二發光模組344一一對準。本實施方式中，該兩個第三會聚透鏡354均為凸透鏡。

該兩個第四會聚透鏡356均設置於該第四光學面3532上。具體地，該兩個第四會聚透鏡356排列成一條直線且與該兩個第三會聚透鏡354一一對應。本實施方式中，該兩個第四會聚透鏡356均為凸透鏡。

該第二支撐件358為一個矩形框體。該第二支撐件358垂直該第二底面352朝遠離該第二頂面351的方向延伸，且該第二支撐件358圍繞該第二底面凹槽3520的四周。本實施方式中，該第二支撐件358膠合於該第二電路板340上以於該第三光學面3522與該第二電路板340之間形成第二收容腔350，該第二發光模組344及該第二收光模組342收容於該第二收容腔350內。

本實施方式中，該第一發光模組242及該第二發光模組344可為垂直共振面雷射二極體，其用於將電訊號轉換為光訊號並向外發出光訊號。該第一收光模組244及該第二收光模組342用於接收來自外部的光訊號並將該光訊號轉換為電訊號。

該第一光纖40的一端穿過該兩個第一穿孔224中的一個第一穿孔224而與該兩個第二會聚透鏡256中的一個第二會聚透鏡256對準，以使該第一光纖40的該端藉由該第一光耦合部25與該第一發光模組242進行光學耦合；該第一光纖40的另一端穿過該兩個第二穿孔324中的一個第二穿孔324而與該兩個第四會聚透鏡356中的一個第四會聚透鏡356對準，以使該第一光纖40的該另一端藉由該第二光耦合部35與該第二收光模組342進行光學耦合。

該第二光纖50的一端穿過該兩個第一穿孔224中的一個第一穿孔224而與該兩個第二會聚透鏡256中的一個第二會聚透鏡256對準，以使該第二光纖50的該端藉由該第一光耦合部25與該第一收光模組244進行光學耦合；該第二光纖50的另一端穿過該兩個第二穿孔324中的一個第二穿孔324而與該兩個第四會聚透鏡356中的一個第四會聚透鏡356對準，以使該第二光纖50的該另一端藉由該第二光耦合部35與該第二發光模組344進行光學耦合。

請一並參閱圖3至圖5，工作時，若該HDMI數據傳輸裝置10用於連接主機60及顯示裝置70時，即該第一HDMI連接器12插接在該主機60上，該第二HDMI連接器18插接在該顯示裝置70上。來自該顯示裝置70的第一電訊號藉由該第二連接線16傳遞到該第二電路板340上，該第一電訊號為該顯示裝置70的擴展顯示標識資料(Extended Display Identification Data, EDID)，該EDID包含該顯示裝置70的解析度、音頻等資訊。該第二發光模組344將該第一電訊號轉換為第一光訊號，該第一光訊號依次經過該第三會聚透鏡354、該第二反射面3516、該第四會聚透鏡356、該第二光纖50、該第二會聚透鏡256、該第一反射面2516及該第一會聚透鏡254後由該第一收光模組244接收並轉換為該第一電訊號後經該第一連接線14及該第一HDMI連接器12傳輸至該主機60。此時，該第二光纖50係作為顯示數據通道。

當該主機60讀取到該顯示裝置70的EDID，則來自該主機60的第二電訊號藉由該第一連接線14傳遞到該第一電路板240上，該第二電訊號為用於傳輸音頻及視頻的四組高速差分訊號。該第一發光模組242將該第二電訊號轉換為第二光訊號，該第二光訊號依次經過該第一會聚透鏡254、該第一反射面2516、該第二會聚透鏡256、該第一光纖40、該第四會聚透鏡356、該第二反射面3516及該第三會聚透鏡354後由該第二收光模組342接收並轉換為該第二電訊號後經該第二連接線16及該第二HDMI連接器18傳輸至該顯示裝置70，從而將音頻及視頻傳輸至該顯示裝置70。此時，該第一光纖40係作為TMDS通道。

該HDMI數據傳輸裝置10利用該第一連接線14、該光纖耦合連接器組件100及該第二連接線16將兩個HDMI連接器12、18連接，並利用該光纖耦合連接器組件100中的第一光纖40及第二光纖50來延長該HDMI數據傳輸裝置10的整體長度，從而實現訊號的遠距離傳輸。在此種情況下，該第一連接線14及該第二連接線16的長度不用增加甚至還可以縮短，如此可以節省成本。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．HDMI數據傳輸裝置

12．．．第一HDMI連接器

14．．．第一連接線

16．．．第二連接線

18．．．第二HDMI連接器

100．．．光纖耦合連接器組件

Claims (10)

1. 一種HDMI數據傳輸裝置，其包括兩個HDMI連接器，其改進在於，該HDMI數據傳輸裝置還包括一個第一連接線、一個第二連接線及一個光纖耦合連接器組件，該第一連接線的一端連接其中一個HDMI連接器，該第二連接線的一端連接另一個HDMI連接器，該光纖耦合連接器組件包括一個第一光纖耦合連接器、一個第二光纖耦合連接器、一個第一光纖及一個第二光纖，該第一光纖耦合連接器與該第一連接線的另一端連接，該第二光纖耦合連接器與該第二連接線的另一端連接，該第一光纖與該第二光纖連接該第一光纖耦合連接器及該第二光纖耦合連接器，該第二光纖耦合連接器用於將來自該第二連接線的第一電訊號轉換成第一光訊號，該第二光纖用於傳輸該第一光訊號至該第一光纖耦合連接器，該第一光纖耦合連接器用於將該第一光訊號轉換成該第一電訊號並輸出至該第一連接線及用於將來自該第一連接線的第二電訊號轉換成第二光訊號，該第一光纖用於傳輸該第二光訊號至該第二光纖耦合連接器，該第二光纖耦合連接器還用於將該第二光訊號轉換成該第二電訊號並輸出至該第二連接線。
2. 如請求項1所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一電訊號包括擴展顯示標識資料，該第二電訊號包括用於傳輸音頻及視頻的四組高速差分訊號。
3. 如請求項2所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一光纖耦合連接器包括第一本體以及收容於該第一本體內的第一光電轉換模組，該第一光電轉換模組包括第一電路板、第一發光模組、第一收光模組以及第一光耦合部，該第一發光模組及該第一收光模組相互間隔地固設於該第一電路板上，該第一光耦合部位於該第一發光模組及該第一收光模組的上方並與該第一發光模組及該第一收光模組對準，該第二光纖耦合連接器包括第二本體以及收容於該第二本體內的第二光電轉換模組，該第二光電轉換模組包括第二電路板、第二發光模組、第二收光模組以及第二光耦合部，該第二發光模組及第二收光模組相互間隔地固設於該第二電路板上，該第二光耦合部位於該第二發光模組及該第二收光模組的上方並與該第二發光模組及該第二收光模組對準，該第一光纖的兩端分別穿設於該第一本體及該第二本體內並與該第一發光模組及該第二收光模組對應，該第二光纖的兩端分別穿設於該第一本體及該第二本體內並與該第一收光模組及該第二發光模組對應，該第一發光模組用於將該第二電訊號轉換為該第二光訊號，該第二光訊號依次經過該第一光耦合部、該第一光纖及該第二光耦合部後由該第二收光模組接收並轉換為該第二電訊號後輸出至該第二連接線，該第二發光模組用於將該第一電訊號轉換為該第一光訊號，該第一光訊號依次經過該第二光耦合部、該第二光纖及該第一光耦合部後由該第一收光模組接收並轉換為該第一電訊號後輸出至該第一連接線。
4. 如請求項3所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一光耦合部包括第一光學面、與該第一光學面垂直的第二光學面、與該第一光學面及該第二光學面均傾斜的第一反射面、兩個第一會聚透鏡以及兩個第二會聚透鏡，該兩個第一會聚透鏡設置於該第一光學面上，該兩個第二會聚透鏡設置於該第二光學面上且與該第一會聚透鏡一一對應，該第一光耦合部固設於該第一電路板上且使該兩個第一會聚透鏡與該第一發光模組及該第一收光模組間隔對準，該第一反射面用於將經該第一會聚透鏡後的平行光訊號反射至對應的第二會聚透鏡及將經該第二會聚透鏡的平行光訊號反射至對應的第一會聚透鏡。
5. 如請求項4所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一光耦合部還包括第一頂面、與該第一頂面平行相背的第一底面以及垂直連接該第一頂面及該第一底面的第一前表面，該第一頂面開設有條形的第一頂面凹槽，該第一頂面凹槽包括與該第一頂面平行的第一面、垂直連接該第一面及該第一頂面的第二面以及傾斜連接該第一面及該第一頂面的該第一反射面，該第一底面開設有長方體形的第一底面凹槽，該第一底面凹槽包括位於底部的該第一光學面，該第一光學面與該第一頂面及該第一底面均平行，該第一前表面上開設有第一缺口，該第一缺口的底面為該第二光學面。
6. 如請求項5所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一底面上垂直延伸有第一支撐件，該第一支撐件圍繞該第一底面凹槽，該第一支撐件膠合於該第一電路板上以於該第一光學面與該第一電路板之間形成第一收容腔，該第一發光模組及該第一收光模組收容於該第一收容腔內。
7. 如請求項6所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第二光耦合部包括第三光學面、與該第三光學面垂直的第四光學面、與該第三光學面及該第四光學面均傾斜的第二反射面、兩個第三會聚透鏡以及兩個第四會聚透鏡，該兩個第三會聚透鏡設置於該第三光學面上，該兩個第四會聚透鏡設置於該第四光學面上且與該第三會聚透鏡一一對應，該第二光耦合部固設於該第二電路板上且使該兩個第三會聚透鏡與該第二發光模組及該第二收光模組間隔對準，該第二反射面用於將經該第四會聚透鏡後的平行光訊號反射至對應的第三會聚透鏡及經該第三會聚透鏡的平行光訊號反射至對應的第四會聚透鏡。
8. 如請求項7所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第二光耦合部還包括第二頂面、與該第二頂面平行相背的第二底面以及垂直連接該第二頂面及該第二底面的第二前表面，該第二頂面開設有條形的第二頂面凹槽，該第二頂面凹槽包括與該第二頂面平行的第三面、垂直連接該第三面及該第二頂面的第四面以及傾斜連接該第三面及該第二頂面的該第二反射面，該第二底面開設有長方體形的第二底面凹槽，該第二底面凹槽包括位於底部的該第三光學面，該第三光學面與該第二頂面及該第二底面均平行，該第二前表面上開設有第二缺口，該第二缺口的底面為該第四光學面。
9. 如請求項8所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第二底面上垂直延伸有第二支撐件，該第二支撐件圍繞該第二底面凹槽，該第二支撐件膠合於該第二電路板上以於該第三光學面與該第二電路板之間形成第二收容腔，該第二發光模組及該第二收光模組收容於該第二收容腔內。
10. 如請求項9所述之HDMI數據傳輸裝置，其中，該第一反射面相對該第一光學面及該第二光學面均傾斜45度，該第二反射面相對該第三光學面及該第四光學面均傾斜45度。