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  • 特表-USB2.0光電伝送システム 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(54)【発明の名称】USB2.0光電伝送システム
(51)【国際特許分類】
   H04B 10/80 20130101AFI20230405BHJP
   G06F 3/00 20060101ALI20230405BHJP
【FI】
H04B10/80
G06F3/00 E
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021574344
(86)(22)【出願日】2021-01-26
(85)【翻訳文提出日】2021-12-14
(86)【国際出願番号】 CN2021073775
(87)【国際公開番号】W WO2022160093
(87)【国際公開日】2022-08-04
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521028682
【氏名又は名称】深▲セン▼市埃爾法光電科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】SHENZHEN AFALIGHT CO.,LTD
【住所又は居所原語表記】ROOM1503,1504,1507,1508,1509,1510,1501,1502,1511,1512,BLOCK C, FLOOR 15, BUILDING 9, BAONENG SCIENCE AND TECHNOLOGY PARK, QINGHU VILLAGE, COMMUNITY, LONGHUASTREET, LONGHUA DISTRICT, SHENZHEN CITY, Guangdong 518000 China
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】黄 君彬
(72)【発明者】
【氏名】付 全飛
(72)【発明者】
【氏名】楊 勇
(72)【発明者】
【氏名】陳 紀輝
(72)【発明者】
【氏名】龍 玲
【テーマコード(参考)】
5K102
【Fターム(参考)】
5K102AC00
5K102AL13
5K102AL14
5K102LA05
5K102LA52
5K102MH03
5K102MH13
5K102MH14
5K102MH23
5K102PA01
5K102PB01
5K102PH31
(57)【要約】
本発明は、第一のUSB2.0コネクタ、第二のUSB2.0コネクタ、第一の信号の方向判別回路、第二の信号の方向判別回路、第一のレーザ、第二のレーザ、第一の光電検出器及び第二の光電検出器を含み、第一の信号の方向判別回路の第一端部と第二端部は、それぞれ第一のUSB2.0コネクタのD+ピンとD-ピンに接続され、第一の信号の方向判別回路の第三端部と第四端部は、それぞれ第一のレーザと第二の光電検出器に接続され、第二の信号の方向判別回路の第一端部と第二端部は、それぞれ第二のUSB2.0コネクタのD+ピンとD-ピンに接続され、第二の信号の方向判別回路の第三端部と第四端部は、それぞれ第二のレーザと第一の光電検出器に接続され、第一のレーザと第一の光電検出器及び第二のレーザと第二の光電検出器は、光ファイバを介して接続されている、USB2.0光電伝送システムに関する。本発明は、真の意味でのUSB2.0光電伝送を実現できる。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一のUSB2.0コネクタ(11)、第二のUSB2.0コネクタ(12)、第一の信号の方向判別回路(41)、第二の信号の方向判別回路(42)、第一のレーザ(21)、第二のレーザ(22)、第一の光電検出器(31)及び第二の光電検出器(32)を含み、
前記第一の信号の方向判別回路(41)の第一端部と第二端部は、それぞれ前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンとD-ピンに接続され、
前記第一の信号の方向判別回路(41)の第三端部と第四端部は、それぞれ前記第一のレーザ(21)と前記第二の光電検出器(32)に接続され、
前記第二の信号の方向判別回路(42)の第一端部と第二端部は、それぞれ前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンとD-ピンに接続され、
前記第二の信号の方向判別回路(42)の第三端部と第四端部は、それぞれ前記第二のレーザ(22)と前記第一の光電検出器(31)に接続され、
前記第一のレーザ(21)と前記第一の光電検出器(31)及び前記第二のレーザ(22)と前記第二の光電検出器(32)は、光ファイバ(50)を介して接続され、
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第一のレーザ(21)と前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または前記第二のレーザ(22)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、及び前記第一の光電検出器(31)または前記第二の光電検出器(32)側に電気信号が流れることを判別した時、前記第一の光電検出器(31)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または前記第二の光電検出器(32)と前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンまたはD-ピンを連通させるために用いられることを特徴とする、USB2.0光電伝送システム。
【請求項2】
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、いずれも前記第一のUSB2.0コネクタ(11)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)の電源端子に電気的に接続され、
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、いずれも前記第一のUSB2.0コネクタ(11)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)の接地端子に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のUSB2.0光電伝送システム。
【請求項3】
前記第一の信号の方向判別回路(41)はまた、前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第二の光電検出器(32)と前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられ、
前記第二の信号の方向判別回路(42)はまた、前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第一の光電検出器(31)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられ、
前記第一の信号の方向判別回路(41)はまた、前記第二の光電検出器(32)側に電気信号が流れることを判別した時、前記第一のレーザ(21)と前記第一のUSB2.0コネクタ(11)のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられ、
前記第二の信号の方向判別回路(42)はまた、前記第一の光電検出器(31)側に電気信号が流れることを判別した時、前記第二のレーザ(22)と前記第二のUSB2.0コネクタ(12)のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられることを特徴とする、請求項1に記載のUSB2.0光電伝送システム。
【請求項4】
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、FPGAチップを含むことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のUSB2.0光電伝送システム。
【請求項5】
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、MCUマイクロコントローラを含むことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のUSB2.0光電伝送システム。
【請求項6】
前記第一の信号の方向判別回路(41)と前記第二の信号の方向判別回路(42)は、集積チップであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のUSB2.0光電伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光電伝送技術の分野に属し、特にUSB2.0光電伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
デュプレックスとは、通信伝送の用語であり、回路パスにおいて通信の双方向伝送を可能にすることを指す。一方、シンプレックスは、甲から乙に情報を送信できるだけで、乙から甲に情報を送信ことができない。同時に双方向に送信できる場合は、フルデュプレックスと呼ばれる。ハーフデュプレックスとは、一定期間において、一つの動作だけが発生することを指し、簡単な例を挙げると、一本の狭い道に同時に一台の車しか通過できなく、二台の車が反対方向に走行している場合、一台のみが先に通過し道の終わりに達した後、もう一台を通過させる。この例はハーフデュプレックスの原理をイメージ的に説明した。USB2.0はハーフデュプレックスプロトコルである。
【0003】
光電変換の送信部と受信部の構造が異なり、一方がレーザ光、もう一方が光電検出器であるため、レーザ光、または光電検出器を接続する電気回路パスに対して、それが送信側であるか、または受信側であるかを明確に定義しなければならないため、真のUSB2.0光電伝送を実現できない。関連技術では、USB2.0の電気信号をチップでパッケージ化してUSB3.0の信号に載せるが、USBプロトコにおいて、USB3.0は回路上においてレーザ光と光電検出器にシンプレックス接続されているため、USB3.0は光電伝送によりUSB2.0の光電伝送を間接的に実現することができる。しかし、上記の手段は多くの問題がある。第一に、真の意味での単なるUSB2.0伝送ではないため、多くの用途で使用できない。例えば、二つのデバイスがUSB2.0デバイスのみである場合、デバイスにはUSB3.0のPINが全くないため、使用できない。第二に、この方式では、モジュール側で方向を分け(HOST側とDevice側を分け)なければならなく、真の意味で自由に交換及び接続するUSB2.0信号伝送ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、方向を問わず、真の意味で自由に交換及び接続することを実現できるUSB2.0光電伝送を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、第一のUSB2.0コネクタ、第二のUSB2.0コネクタ、第一の信号の方向判別回路、第二の信号の方向判別回路、第一のレーザ、第二のレーザ、第一の光電検出器及び第二の光電検出器を含み、前記第一の信号の方向判別回路の第一端部と第二端部は、それぞれ前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンとD-ピンに接続され、前記第一の信号の方向判別回路の第三端部と第四端部は、それぞれ前記第一のレーザと前記第二の光電検出器に接続され、前記第二の信号の方向判別回路の第一端部と第二端部は、それぞれ前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンとD-ピンに接続され、前記第二の信号の方向判別回路の第三端部と第四端部は、それぞれ前記第二のレーザと前記第一の光電検出器に接続され、前記第一のレーザと前記第一の光電検出器及び前記第二のレーザと前記第二の光電検出器は、光ファイバを介して接続され、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第一のレーザと前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または前記第二のレーザと前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、及び前記第一の光電検出器または前記第二の光電検出器側に電気信号が流れることを判別した時、前記第一の光電検出器と前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または前記第二の光電検出器と前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させるために用いられる、USB2.0光電伝送システムを提供する。
【0006】
さらに、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、いずれも前記第一のUSB2.0コネクタと前記第二のUSB2.0コネクタの電源端子に電気的に接続され、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、いずれも前記第一のUSB2.0コネクタと前記第二のUSB2.0コネクタの接地端子に電気的に接続されている。
【0007】
さらに、前記第一の信号の方向判別回路はまた、前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第二の光電検出器と前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。前記第二の信号の方向判別回路はまた、前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、前記第一の光電検出器と前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。前記第一の信号の方向判別回路はまた、前記第二の光電検出器側に電気信号が流れることを判別した時、前記第一のレーザと前記第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。前記第二の信号の方向判別回路はまた、前記第一の光電検出器側に電気信号が流れることを判別した時、前記第二のレーザと前記第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。
【0008】
さらに、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、FPGAチップを含む。
【0009】
さらに、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、MCUマイクロコントローラを含む。
【0010】
さらに、前記第一の信号の方向判別回路と前記第二の信号の方向判別回路は、集積チップである。
【発明の効果】
【0011】
先行技術と比べて、本発明の実施形態は、本発明の第一の信号の方向判別回路と第二の信号の方向判別回路は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第一のレーザと第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二のレーザと第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、電気信号を第一のレーザまたは第二のレーザに伝送することで、第一のレーザまたは第二のレーザを励起して電気から光への変換を行い、第一の信号の方向判別回路と第二の信号の方向判別回路はまた、第一の光電検出器または第二の光電検出器に電気信号が流れることを判別した時、第一の光電検出器と第二のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二の光電検出器と第一のUSB2.0コネクタのD+ピンまたはD-ピンを連通させるために用いられ、電気信号を第一の光電検出器または第二の光電検出器からD+/D-側に伝送することで、光から電気への変換を完成させる。これによって、方向を問わず、真の意味で自由に交換及び接続するUSB2.0光電伝送を実現する、という有益な効果を有する。
【0012】
本発明の実施形態または先行技術における技術的手段をより明確に説明するために、以下では、実施形態または先行技術の説明に必要な図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は、本発明のいくつかの実施形態に過ぎず、当業者にとって、創造的な労働を経なくてこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の実施形態にかかるUSB2.0光電伝送システムの概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の目的、特徴、利点をより明確かつ理解しやすくするために、以下では、本発明の実施形態における図面を参照して、本発明の実施形態における技術的手段について明確かつ完全に説明する。明らかに、記載される実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではない。本発明における実施形態に基づいて、当業者が創造的な労働を経なくて得られる他の実施形態は、いずれも本発明の範囲に含まれる。
【0015】
図1を参照し、本発明のUSB2.0光電伝送システムは、第一のUSB2.0コネクタ11、第二のUSB2.0コネクタ12、第一の信号の方向判別回路41、第二の信号の方向判別回路42、第一のレーザ21、第二のレーザ22、第一の光電検出器31及び第二の光電検出器32を含み、第一の信号の方向判別回路41の第一端部と第二端部は、それぞれ第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンとD-ピンに接続され、第一の信号の方向判別回路41の第三端部と第四端部は、それぞれ第一のレーザ21と第二の光電検出器32に接続され、第二の信号の方向判別回路42の第一端部と第二端部は、それぞれ第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンとD-ピンに接続され、第二の信号の方向判別回路42の第三端部と第四端部は、それぞれ第二のレーザ22と第一の光電検出器31に接続され、第一のレーザ21と第一の光電検出器31及び第二のレーザ22と第二の光電検出器32は、光ファイバ50を介して接続され、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第一のレーザ21と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二のレーザ22と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、及び第一の光電検出器31または第二の光電検出器32側に電気信号が流れることを判別した時、第一の光電検出器31と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二の光電検出器32と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させるために用いられる。
【0016】
関連技術と比べて、本発明の第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第一のレーザ21と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二のレーザ22と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、電気信号を第一のレーザ21または第二のレーザ22に伝送することで、第一のレーザ21または第二のレーザ22を励起して電気から光への変換を行い、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42はまた、第一の光電検出器31または第二の光電検出器32に電気信号が流れることを判別した時、第一の光電検出器31と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二の光電検出器32と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、電気信号を第一の光電検出器31または第二の光電検出器32からD+/D-側に伝送することで、光から電気への変換を完成させる。これによって、方向を問わず、真の意味で自由に交換及び接続するUSB2.0光電伝送を実現する。
【0017】
上記の実施形態において、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、いずれも第一のUSB2.0コネクタ11と第二のUSB2.0コネクタ12の電源端子に電気的に接続され、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、いずれも第一のUSB2.0コネクタ11と第二のUSB2.0コネクタ12の接地端子に電気的に接続されている。
【0018】
好ましくは、信号の重ね合わせ及びクロストークを防止するために、第一の信号の方向判別回路41はまた、第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第二の光電検出器32と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。第二の信号の方向判別回路42はまた、第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第一の光電検出器31と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。第一の信号の方向判別回路41はまた、第二の光電検出器32側に電気信号が流れることを判別した時、第一のレーザ21と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。第二の信号の方向判別回路42はまた、第一の光電検出器31側に電気信号が流れることを判別した時、第二のレーザ22と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンとの間の回路パスを閉じるために用いられる。
【0019】
または、本実施形態の第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42はFPGAチップを含み、他の可能な実施形態では、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42はMCUマイクロコントローラを含み、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、集積チップであってもよく、本実施形態はこれを制限するものではない。
【0020】
上記のように、本発明の第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42は、D+ピンまたはD-ピンに電気信号が流れることを判別した時、第一のレーザ21と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二のレーザ22と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、電気信号を第一のレーザ21または第二のレーザ22に伝送することで、第一のレーザ21または第二のレーザ22を励起して電気から光への変換を行い、第一の信号の方向判別回路41と第二の信号の方向判別回路42はまた、第一の光電検出器31または第二の光電検出器32に電気信号が流れることを判別した時、第一の光電検出器31と第二のUSB2.0コネクタ12のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、または第二の光電検出器32と第一のUSB2.0コネクタ11のD+ピンまたはD-ピンを連通させ、電気信号を第一の光電検出器31または第二の光電検出器32からD+/D-側に伝送することで、光から電気への変換を完成させる。これによって、方向を問わず、真の意味で自由に交換及び接続するUSB2.0光電伝送を実現する。
【0021】
以上は、本発明にかかる技術的手段の説明であり、当業者にとって、本発明の実施形態の思想によれば、具体的な実施形態及び適用範囲において変更を加えることができる。本明細書の内容は、本発明に対する制限として理解されるべきではない。
【符号の説明】
【0022】
11...第一のUSB2.0コネクタ、12...第二のUSB2.0コネクタ、21...第一のレーザ、22...第二のレーザ、31...第一の光電検出器、32...第二の光電検出器、41...第一の信号の方向判別回路、42...第二の信号の方向判別回路、50...光ファイバ。
図1
【国際調査報告】