專利名稱：顯示信號延伸裝置及其傳輸顯示信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種顯示信號延伸裝置及其傳輸顯示信號的方法，尤其是一
種HDMI顯示信號延伸裝置及其傳輸HDMI顯示信號的方法。
背景技術(shù)：
高解析多媒體影音接口 (High Definition Multimedia Interface, HDMI)已 經(jīng)逐漸成為全球消費性電子產(chǎn)品的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)。各種支持HDMI接口的產(chǎn) 品，例如DVD播放器、機(jī)上盒、液晶電視、等離子電視、與投影機(jī)等，己 經(jīng)普及世界各地，為消費者帶來更高水平的數(shù)字享受。
HDMI是以數(shù)字視覺接口 (Digital Visual Interface, DVI)為基礎(chǔ)發(fā)展而 來的規(guī)格。DVI接口是由Intel等7家公司組成的數(shù)字顯示工作組(Digital Display Working Group, DDWG)所提議的數(shù)字顯示器用標(biāo)準(zhǔn)接口 。 DVI使用 小振幅差動傳輸技術(shù)，將影像信號以數(shù)字信號的狀態(tài)傳送到顯示器，因而可 以得到極高的影像品質(zhì)。但是，DVI接頭的體積偏大，并且DVI接口不兼容 音頻信號。因此，DVI接口現(xiàn)在只用于計算機(jī)和顯示器之間的影像信號傳送。
相較于DVI， HDMI接頭更加小型化，并且，HDMI接口只需要使用一 根HDMI纜線，就可以將視頻信號、音頻及設(shè)備的控制信號一并加以傳送。 此外，HDMI增加對高頻寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)(HDCP)的支持。因此，己經(jīng)被 認(rèn)定為下一代家庭劇院的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口。
如圖l所示，為了將HDMI顯示信號傳送至遠(yuǎn)方的顯示器20，不能直接 使用HDMI纜線30連接HDMI顯示信號源10與顯示器20。如圖中所示， 在HDMI纜線30上必須裝設(shè)一信號中繼裝置25，以增強信號強度、延伸信 號傳輸距離。雖然HDMI接口可以使用單一的HDMI纜線30來傳輸包括視 頻信號、音頻及設(shè)備的控制信號在內(nèi)的HDMI顯示信號。但是，HDMI纜線30的價格昂貴。利用HDMI纜線30來延伸顯示信號的傳輸距離將導(dǎo)致裝置 成本過高而欠缺市場競爭力。
圖2是一傳統(tǒng)HDMI顯示信號延伸裝置40的示意圖。如圖中所示，此 HDMI顯示信號延伸裝置40具有一第一部份42、 二條CAT5.e傳輸線46a,46b 與一第二部份44。第一部份42透過HDMI纜線30連接至HDMI信號源10， 第二部份44透過HDMI纜線30連接至顯示器20。 二條CAT5.e傳輸線46a，46b 則是連接第一部份42與第二部份44，以延伸HDMI顯示信號傳輸?shù)木嚯x。 此二條CAT5.e傳輸線46a，46b分別用以傳輸HDMI顯示信號中的影音信號 與顯示控制信號。
相較于圖1主要是以HDMI纜線30來延伸信號傳輸距離。圖2以HDMI 顯示信號延伸裝置40來延伸HDM信號傳輸?shù)木嚯x。而此HDMI顯示信號延 伸裝置40的特征在于使用二條CAT5.e傳輸線46a，46b來傳輸信號。相較于 使用HDMI纜線30，使用二條CAT5.e傳輸線46a，46b雖然有助于降低裝置 成本。但是，其裝置成本仍然相當(dāng)可觀，并且，使用二條CAT5.e傳輸線46a，46b 還會增加線路配置上的復(fù)雜度。
圖3是另一傳統(tǒng)HDMI顯示信號延伸裝置50的示意圖。此HDMI顯示 信號延伸裝置50并不使用圖2的二條CAT5.e傳輸線46a，46b來傳輸HDMI 顯示信號。而是在第一部份(信號傳送器)52與第二部份(信號接受器)54分別 設(shè)置無線通訊裝置，以傳輸HDMI顯示信號。
在此架構(gòu)下，雖然可以省略圖2的二條CAT5.e傳輸線46a，46b或是圖1 的HDMI纜線30。但是，全部使用無線傳輸?shù)姆绞絹韨魉虷DMI顯示信號， 必須將HDMI顯示信號全部轉(zhuǎn)換為無線信號。由于將HDMI顯示信號全部轉(zhuǎn) 換為無線信號的過程復(fù)雜且困難，因此，整體裝置成本并不會降低。并且， 無線傳輸?shù)姆绞绞芟抻诃h(huán)境與距離。若是在第一部份52與第二部份54之間 有阻隔存在，或是傳輸距離過長(例如大于十米)，無線傳輸?shù)男Ч蜁?大打折扣。
7于是，如何降低顯示信號延伸裝置的設(shè)置成本，又能維持足夠的信號傳 輸距離，是顯示信號傳輸技術(shù)領(lǐng)域急欲解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的降低顯示信號延伸裝置的設(shè)置成本，又能維持足夠的 信號傳輸距離與顯示信號的品質(zhì)。
本發(fā)明提供一種顯示信號延伸裝置，連接至一顯示信號源與一顯示器， 以傳輸包括影音信號與顯示控制信號的顯示信號。此顯示信號延伸裝置包括 一傳輸線、 一差動信號輸出端、 一差動信號接收端、二信號轉(zhuǎn)換模塊與二無 線信號傳送和接收端。其中，差動信號輸出端與差動信號接收端透過傳輸線 相連，以傳輸影音信號。二信號轉(zhuǎn)換模塊用以進(jìn)行顯示控制信號與無線信號 間的轉(zhuǎn)換。二無線信號傳送和接收端分別連接至二信號轉(zhuǎn)換模塊，用以傳送 和接收無線信號。
依據(jù)此顯示信號延伸裝置，本發(fā)明并提供一種傳輸顯示信號的方法。此
方法包括(a)透過一傳輸線，傳輸顯示信號中的影音信號；(b)將顯示信號中 的顯示控制信號轉(zhuǎn)換為無線信號；(c)以無線方式傳輸無線信號；(d)接收此無 線信號，并將此無線信號轉(zhuǎn)換為顯示控制信號。


圖1顯示使用HDMI纜線連接HDMI顯示信號源與顯示器，以將HDMI
顯示信號傳送至遠(yuǎn)方的顯示器；
圖2是一傳統(tǒng)HDMI顯示信號延伸裝置的示意圖3是另一傳統(tǒng)HDMI顯示信號延伸裝置的示意圖4是本發(fā)明顯示信號延伸裝置一較佳實施例的示意圖5A與圖5B分別是圖4的第一部份與第二部份一較佳實施例的方塊示
意圖；以及
圖6是本發(fā)明傳輸顯示信號的方法一較佳實施例的流程圖。
8附圖標(biāo)號
HDMI顯示信號源10 顯不器20 HDMI纜線30 信號中繼裝置25 HDMI顯示信號延伸裝置40 第一部份42 第二部份44 CAT5.e傳輸線46a，46b HDMI顯示信號延伸裝置50 第一部份52 第二部份54 顯示信號延伸裝置60 第一部份62 差動信號輸出端622 第一無線信號傳送和接收端624 第一信號轉(zhuǎn)換模塊626 第一微處理器627 第一HDMI連接器628 信號驅(qū)動元件629 第二部份64 差動信號接收端642 第二無線信號傳送和接收端644 第二信號轉(zhuǎn)換模塊646 第二微處理器647 第二 HDMI連接器648HDMI信號均衡器649 傳輸線6具體實施例方式
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一 步的了解。
圖4是本發(fā)明顯示信號延伸裝置60 —較佳實施例的示意圖。圖中以 HDMI顯示信號為例進(jìn)行說明。此顯示信號延伸裝置60連接至一 HDMI顯 示信號源10與一顯示器20，以延伸HDMI顯示信號傳輸?shù)木嚯x。所傳輸?shù)?HDMI顯示信號可區(qū)分為影音信號與顯示控制信號。同時請參照圖5A與圖 5B，影音信號最小化傳輸差動信號(Transition Minimized Differential Signal, TMDS)。顯示控制信號包括顯示數(shù)據(jù)信道(Display Data Channel, DDC)信 號、消費電子控制(Consumer Electronics Control, CEC)信號與熱插偵測(Hot Plug Detect, HPD)信號等。其中，顯示數(shù)據(jù)信道信號包括數(shù)據(jù)(SDA)與頻 率(SCL)信號。影音信號是由HDMI顯示信號源10傳送至顯示器20進(jìn)行 顯示。顯示控制信號則是會在HDMI顯示信號源10與顯示器20之間進(jìn)行雙 向傳遞。
此顯示信號延伸裝置60由一第一部份62、一第二部份64與一傳輸線66 所構(gòu)成。其中，第一部份62連接至HDMI顯示信號源10。第二部份64連接 至顯示器20。在本實施例中，來自HDMI顯示信號源10的顯示信號以有線 方式(即透過HDM纜線30)傳送至第一部份62。不過，本發(fā)明并不限于 此。其它可行的傳輸方式，例如使用二條CAT5.e傳輸線，或是使用無線傳 輸方法，亦可適用于本發(fā)明。
圖5A與圖5B是圖4的第一部份62與第二部份64的內(nèi)部架構(gòu)一較佳實 施例的示意圖。如圖中所示，第一部份62具有一差動信號輸出端622、 一第 一信號轉(zhuǎn)換模塊626與一第一無線信號傳送和接收端624。此外，第二部份 64具有一差動信號接收端642、 一第二無線信號傳送和接收端644與一第二信號轉(zhuǎn)換模塊646。第一部份62的差動信號輸出端622與第二部份64的差 動信號接收端642透過傳輸線66相連。來自HDMI顯示信號中的影音信號
(即TMDS信號)由第一部份62的差動信號輸出端622輸出，透過傳輸線 66由第二部份64的差動信號接收端642所接收。就一較佳實施例而言，此 傳輸線66可以是一網(wǎng)絡(luò)線，其具有四對雙絞線，例如一條CAT.5、 CAT.5e 或CAT. 6信號線，而連接至此傳輸線66的差動信號輸出端622與差動信號 接收端642可以是RJ45接頭。
第一信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換模塊646用以進(jìn)行顯示控制信號
(如SDA， SCL， HPD， CEC信號)與無線信號WL間的轉(zhuǎn)換。無線信號WL 于第一無線信號傳送和接收端624與第二無線信號傳送和接收端644之間進(jìn) 行傳遞。 一般而言，來自HDMI顯示信號源10與顯示器20的顯示控制信號 分別傳送至第一部份62內(nèi)的第一微處理器627與第二部份64內(nèi)的第二微處 理器647。經(jīng)由第一微處理器627或第二微處理器647處理整合后，再傳輸 至第一信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換模塊646轉(zhuǎn)換為無線信號WL。基 本上，第一微處理器627或第二微處理器647并不需要處理顯示控制信號中 的+5V信號，而是將其它信號(如SDA，SCL，HPD，CEC信號)整合后傳輸 至第一信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換模塊646。另一方面，這些顯示控 制信號亦可直接由信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換模塊646轉(zhuǎn)換為無線信 號WL。
相反地，由第一無線信號傳送和接收端624與第二無線信號傳送和接收 端644所接收的無線信號WL，經(jīng)由第一信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換 模塊646轉(zhuǎn)換，傳輸至第一微處理器627與第二微處理器647處理還原為顯 示控制信號，再傳輸至HDMI顯示信號源10或是顯示器20。由此可知，顯 示控制信號以無線傳輸?shù)姆绞?，于第一部?2與第二部份64之間進(jìn)行傳遞。 另一方面，由第一無線信號傳送和接收端624與第二無線信號傳送和接收端 644所接收的無線信號WL，直接經(jīng)由第一信號轉(zhuǎn)換模塊626與第二信號轉(zhuǎn)換模塊646還原為顯示控制信號。
基本上，二個無線信號傳送和接收端624,644之間可采用多種無線傳輸 協(xié)議進(jìn)行信號傳遞。不過，綜合考慮所需傳遞的信號的頻寬與裝置成本，由 于傳遞的顯示控制信號所需要的頻寬較窄，相較于影音信號，也較不會有信 號失真的狀況，因此，可以選擇裝置成本較為低廉的Zigbee協(xié)議傳輸此無線 信號。
為了連接至HDMI顯示信號源10，如圖中所示，本發(fā)明的第一部份62 具有一第一 HDMI連接器628，透過一條HDMI纜線30連接至HDMI顯示 信號源10。此第一 HDMI連接器628的TMDS頻道接腳耦接至差動信號輸 出端622，其余接腳(包括顯示控制信號接腳與接地接腳)則是接地或耦接 至第一信號轉(zhuǎn)換模塊626。相同地，為了連接至顯示器20，本發(fā)明的第二部 份64具有一第二 HDMI連接器648，透過一 HDMI纜線30連接至顯示器20。 此第二 HDMI連接器648的TMDS頻道接腳連接至差動信號接收端642，其 余接腳(包括顯示控制信號接腳與接地接腳)則是接地或耦接至第二信號轉(zhuǎn) 換模塊646。在本實施例中，第一部份62與第二部份64都額外設(shè)置有一 HDMI 連接器628,648，以連接HDMI纜線30。不過，本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明 的第一部份62與第二部份64亦可不透過HDMI連接器，而直接裝置一 HDMI 纜線30，來連接HDMI顯示信號源10與顯示器20。
其次，由于影音信號在傳輸過程中會逐漸衰減而造成影像失真，為了延 長傳輸距離，并且避免傳輸過程產(chǎn)生的噪聲比過大，如圖中所示，本發(fā)明的 第一部份62更具有一信號驅(qū)動元件629，以增強由差動信號輸出端622輸出 的影音信號。就一較佳實施例而言，此信號驅(qū)動元件629可以是一放大器。 另一方面，由于第二部份64僅需被動地接收來自第一部份62的影音信號， 因此，第二部份64并不具有此信號驅(qū)動元件629。不過，為了補償影音信號 經(jīng)長距離傳送后所造成的衰減現(xiàn)象，以還原信號品質(zhì)，第二部分64具有一 HDMI信號均衡器649。圖6是本發(fā)明傳輸顯示信號的方法一較佳實施例的流程圖。首先，如步 驟S100所示，先將顯示信號區(qū)分為影音信號與顯示控制信號。關(guān)于影音信 號的部分，如步驟S120所示，透過一傳輸線，以有線方式傳輸影音信號。 由于影音信號在傳輸過程中會逐漸衰減，為了延長傳輸距離，并且避免傳輸 過程產(chǎn)生的噪聲比過大，在以有線方式傳輸影音信號前，可先增強此影音信 號。隨后，由于影音信號通常由顯示信號源朝向顯示器的方向傳遞，如步驟 S140所示，顯示器接收此影音信號并顯示于屏幕上。
關(guān)于顯示控制信號的部份，如步驟S130所示，首先將顯示控制信號轉(zhuǎn) 換為無線信號。然后，如步驟150所示，以無線方式傳輸此無線信號。接下 來，如步驟170所示，接收此無線信號，并將所接收的無線信號還原為原本 的顯示控制信號。顯示控制信號可能在顯示信號源與顯示器之間進(jìn)行雙向傳 遞。舉例來說，關(guān)于顯示器的長寬比、分辨率、所支持的色階數(shù)等DDC信 號，就是由顯示器傳送至顯示信號源，供顯示信號源判斷所連接的顯示器的 種類，以決定輸出的影音信號。
如圖4、圖5A與圖5B圖所示，本發(fā)明的顯示信號延伸裝置60利用一 條CAT5.e傳輸線66傳輸顯示信號中的影音信號，利用無線傳輸方式傳輸顯 示信號中的顯示控制信號。由于本發(fā)明僅使用一條CAT5.e傳輸線66,除了 可以降低裝置成本外，還可以降低線路配置的復(fù)雜度。其次，顯示控制信號 相較于影音信號，其所需的頻寬明顯較低，也較不會有失真的危險。因此， 本發(fā)明利用無線傳輸方式傳輸顯示控制信號，比較不會面臨信號轉(zhuǎn)換過程困 難的問題。此外，顯示控制信號相較于影音信號，也較不會受到無線傳輸距 離的影響。
以上所述利用較佳實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍，而 且熟知此類技術(shù)人士皆能明了，適當(dāng)而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā) 明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
1權(quán)利要求
1. 一種顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的顯示信號延伸裝置連接于一顯示信號源與一顯示器之間，以傳輸一顯示信號，所述的顯示信號包括影音信號與顯示控制信號，所述的顯示信號延伸裝置至少包括一第一部分，包括一差動信號輸出端，輸出所述的影音信號；一第一信號轉(zhuǎn)換模塊，用以進(jìn)行所述的顯示控制信號與無線信號間的轉(zhuǎn)換；以及一第一無線信號傳送和接收端，用以傳送和接收所述的無線信號；一第二部分，包括一差動信號接收端，透過一傳輸線接收所述的影音信號；一第二無線信號傳送和接收端，用以傳送和接收所述的無線信號；以及一第二信號轉(zhuǎn)換模塊，用以進(jìn)行所述的無線信號與所述的顯示控制信號間的轉(zhuǎn)換；其中，所述的無線信號經(jīng)由所述的第一無線信號傳送和接收端與所述的第二無線信號傳送和接收端，于所述的第一部分與所述的第二部分之間進(jìn)行傳遞。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的影音信 號至少包括TMDS信號，所述的顯示控制信號至少包括DDC信號、CEC信 號與HPD信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的第一部 份更至少包括一信號驅(qū)動元件，用以增強由所述的差動信號輸出端輸出的所 述的影音信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的第一部 份具有一第一 HDMI連接器，用以連接至所述的顯示信號源，所述的第一 HDMI連接器的TMDS頻道接腳耦接至所述的差動信號輸出端，所述的第一 HDMI連接器的其余接腳接地或耦接至所述的第一信號轉(zhuǎn)換模塊。
5. 如權(quán)利要求4所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的第二部 份具有一第二HDM連接器，用以連接至所述的顯示器，所述的第二HDMI 連接器的TMDS頻道接腳連接至所述的差動信號接收端，所述的第二 HDMI 連接器的其余接腳接地或耦接至所述的第二信號轉(zhuǎn)換模塊。
6. 如權(quán)利要求1所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的差動信 號輸出端與所述的差動信號接收端分別具有一 RJ45接頭，所述的傳輸線至 少包括一網(wǎng)絡(luò)線。
7. 如權(quán)利要求1所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的第一無 線信號傳送和接收端與所述的第二無線信號傳送和接收端之間以Zigbee協(xié) 議傳輸所述的無線信號。
8. —種傳輸顯示信號的方法，所述的顯示信號包括影音信號與顯示控制 信號，所述的方法至少包括下列步驟透過一傳輸線，傳輸所述的影音信號； 將所述的顯示控制信號轉(zhuǎn)換為一無線信號； 以無線方式傳輸所述的無線信號；以及接收所述的無線信號，并將所述的無線信號還原為所述的顯示控制信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的傳輸顯示信號的方法，其中，所述的顯示信號至 少包括HDMI顯示信號，所述的影音信號至少包括TMDS信號，所述的顯示 控制信號至少包括DDC信號、CEC信號與HPD信號。
10. 如權(quán)利要求8所述的傳輸顯示信號的方法，其中，傳輸所述的影音信 號前，更包括增強所述的影音信號。
11. 如權(quán)利要求8所述的傳輸顯示信號的方法，其中，所述的傳輸線至少包括一網(wǎng)絡(luò)線。
12. 如權(quán)利要求8所述的傳輸顯示信號的方法，其中，所述的影音信號由 一 HDMI信號源傳輸至一顯示器，所述的顯示控制信號于一 HDMI信號源與 一顯示器之間進(jìn)行傳遞。
13. 如權(quán)利要求8所述的傳輸顯示信號的方法，其中，所述的無線信號透 過Zigbee協(xié)議進(jìn)行傳遞。
14. 一種顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的顯示信號延伸裝置連接 于一顯示信號源與一顯示器之間，以傳輸一顯示信號，所述的顯示信號包括 一影音信號與一顯示控制信號，所述的顯示信號延伸裝置包括一傳輸線；一差動信號輸出端與一差動信號接收端，透過所述的傳輸線相連，以傳 輸所述的影音信號；二信號轉(zhuǎn)換模塊，用以進(jìn)行所述的顯示控制信號與一無線信號間的轉(zhuǎn)換；以及二無線信號傳送和接收端，分別連接至所述的二信號轉(zhuǎn)換模塊，用以傳 送和接收所述的無線信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的影音 信號至少包括TMDS信號，所述的顯示控制信號至少包括DDC信號、CEC 信號與HPD信號。
16. 如權(quán)利要求14所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的顯示 信號延伸裝置更包括一信號驅(qū)動元件，用以增強由所述的差動信號輸出端輸 出的所述的影音信號。
17. 如權(quán)利要求14所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的顯示 信號延伸裝置更包括一第一HDMI連接器，連接至所述的顯示信號源，所述 的第一 HDMI連接器的TMDS頻道接腳耦接至所述的差動信號輸出端，所述 的第一 HDMI連接器的其余接腳接地或耦接至其中一所述的信號轉(zhuǎn)換模塊。
18. 如權(quán)利要求17所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的顯示 信號延伸裝置更包括一第二HDMI連接器，用以連接至所述的顯示器，所述 的第二 HDMI連接器的TMDS頻道接腳連接至所述的差動信號接收端，所述 的第二 HDMI連接器的其余接腳接地或耦接至另一所述的信號轉(zhuǎn)換模塊。
19. 如權(quán)利要求14所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的差動 信號輸出端與所述的差動信號接收端分別具有一 RJ45接頭，所述的傳輸線 至少包括一網(wǎng)絡(luò)線。
20. 如權(quán)利要求14所述的顯示信號延伸裝置，其特征在于，所述的二無 線信號傳送和接收端之間以Zigbee協(xié)議傳輸所述的無線信號。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種顯示信號延伸裝置及其傳輸顯示信號的方法，所述的顯示信號延伸裝置連接于一顯示信號源與一顯示器之間，以傳輸包括影音信號與顯示控制信號的顯示信號。此顯示信號延伸裝置包括一傳輸線、一差動信號輸出端、一差動信號接收端、二信號轉(zhuǎn)換模塊與二無線信號傳送和接收端。其中，差動信號輸出端與差動信號接收端透過傳輸線相連，以傳輸影音信號。二信號轉(zhuǎn)換模塊用以進(jìn)行顯示控制信號與無線信號間的轉(zhuǎn)換。二無線信號傳送和接收端分別連接至二信號轉(zhuǎn)換模塊，用以傳送和接收無線信號。
文檔編號H04N5/765GK101489075SQ20081000320
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者魏才紋 申請人:宏正自動科技股份有限公司