專利名稱：成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像裝置，并更具體地，涉及能夠通過移動其固態(tài)成像裝置(成像元 件)進行抖動校正的成像裝置。
背景技術(shù)：
在成像裝置(例如，數(shù)字相機)中，操作者的手抖動或操作者和成像裝置的一起振 動擾亂所捕獲的圖像。例如，單反數(shù)字相機在拍攝準備階段利用主反光鏡反射穿過鏡頭的 圖像。該圖像形成在相機頂部的五棱鏡部分中提供的對焦平面上。用戶驗證該圖像是否對 準焦點。在接下來的拍攝階段中，主反光鏡從光徑縮回，這允許穿過鏡頭的圖像形成在固態(tài) 成像裝置上并進行記錄。即，用戶不能在拍攝階段中直接驗證圖像是否在固態(tài)成像裝置上 對準焦點。結(jié)果，只要固態(tài)成像裝置沿著光軸的位置不穩(wěn)定，圖像就沒有對準焦點被拍攝。所以，作為適于抑制拍攝圖像中的這樣的擾亂的抖動校正機制(一般稱為手抖動 校正機制)，已知一種例如適于通過移動固態(tài)成像裝置來校正抖動的機制(例如，參考日本 專利公開號2003-110919和2006-352418，其后稱為專利文獻1和2)。在專利文獻1中公開的抖動校正機制中，具有固態(tài)成像裝置的基板(稱為成像基 板)和具有控制電路的基板(稱為主基板)通過線纜或撓性印刷線路板連接。已知LVDS(低 壓差分信令)例如用于信號傳送。然而，作為最近幾年按照更高速度傳送增加數(shù)量的數(shù)據(jù)的結(jié)果，LVDS已在例如由 增加功耗和反射引起的信號失真和不需要的輻射的增加影響方面達到其限制。增加數(shù)量的目標數(shù)據(jù)和更快的傳送速度的問題的可能解決方案應(yīng)該是增加線數(shù) 目和并行傳送信號，以便降低用于每一信號線的數(shù)據(jù)傳送量和速度。然而，該補救措施導(dǎo)致 增加數(shù)目的I/O端子。結(jié)果，將必須使用更復(fù)雜的印刷電路板和線纜并擴大半導(dǎo)體芯片尺 寸。此外，利用線來路由高速的大量數(shù)據(jù)引起電磁干擾。與LVDS和增加數(shù)目的線關(guān)聯(lián)的問題是由通過電線傳送信號引起的。相反，專利文獻2提出了適于通過按照無線方式處置在成像基板和主基板之間發(fā) 生的信號傳送和接收的部分而使得線纜的數(shù)目最小化的安排。在專利文獻2中，例如，在成 像基板和主基板之間按照無線方式傳送和接收數(shù)字圖像信號。專利文獻2提出了兩種安排 作為無線通信方案，一種安排適于實現(xiàn)在光發(fā)射部件和光接收部件之間經(jīng)由光的通信(權(quán) 利要求3到5 光通信方案)，而另一種安排適于實現(xiàn)在傳送部件和接收部件之間經(jīng)由電磁 波的通信(權(quán)利要求6 適于調(diào)制電磁波的方案)。關(guān)于經(jīng)由光的通信，已建議應(yīng)用IrDA標準。IrDA標準已由IrDA定義。該標準使 用例如紅外LED和半導(dǎo)體激光器的光發(fā)射元件。關(guān)于經(jīng)由電磁波的通信，已建議應(yīng)用例如 IEEE802. 11a、lib和llg或通過簡化這些標準獲得的方案。IEEE802. 11a、lib和llg標準 使用2. 4GHz和5GHz波段。另一方面，專利文獻1提出了適于解決成像基板的行進的安排。關(guān)于光通信方案， 該文獻例如通過選擇具有寬光接收范圍的光接收元件并在與該傳送部件的行進范圍相對
4的位置處提供多個光接收元件，而提出了在成像基板的行進期間的通信(第53段)。此外， 該文獻提出了在抖動校正之后成像基板行進到其中光發(fā)射部件和光接收部件彼此相對的 位置(第65段)。此外，該文獻提出了在成像基板的行進和固定之后進行通信，而不是在行 進期間進行通信，以便確?？煽客ㄐ?權(quán)利要求5)。在適于調(diào)制電磁波的方案中，可按照這樣的方式布置接收部件和傳送部件，使得 它們不彼此相對。所以，這基本上允許行進期間的通信。然而，為了降低適于校正抖動的驅(qū) 動系統(tǒng)的電磁噪聲的影響，提出了在停止抖動校正操作之后進行通信。

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻2中公開的安排被設(shè)計為通過無線方式而不是經(jīng)由電線來傳送信號。這 些安排似乎解決了由經(jīng)由電線傳送信號引起的問題。然而，專利文獻2中公開的安排具有例如以下缺陷。1)使用紅外LED的方案的波段窄，使得其不適于高速通信。另一方面，盡管紅外半 導(dǎo)體激光器快，但是需要高定位精度。此外，這些方案導(dǎo)致高成本，因為紅外LED或紅外半 導(dǎo)體激光器不能與基于硅的半導(dǎo)體集成電路一起集成在單一芯片中。2)如果使用2. 4GHz或5GHz波段，則載波頻率低，這使得該方案不適于用于傳送視 頻信號的高速通信。還存在例如天線尺寸增加的尺寸問題。此外，用于傳送的頻率接近用 于處理其他基帶信號的頻率，使得可能發(fā)生干擾。此外，如果使用2. 4GHz或5GHz波段，則 裝備中的驅(qū)動系統(tǒng)的電磁噪聲可能產(chǎn)生副作用。結(jié)果，需要用于這樣的電磁噪聲的對策。3)在光通信方案和適于調(diào)制電磁波的方案中，如果在固態(tài)成像裝置固定到預(yù)定位 置之后啟動通信，則必須控制該操作，由此導(dǎo)致時間緊張。4)功率和高速控制信號被看作不能通過無線通信傳送的信號。所以，這些信號通 過由長而且窄的彈性變形材料制成的線纜來連接。盡管這降低了電線數(shù)目，但是必須通過 使用線纜和連接器來附著連接。應(yīng)注意的是這里示出的專利文獻2的問題僅是示例。我們補充說一下，存在稍后 描述的其他問題。如上所述，如果專利文獻2中公開的安排被應(yīng)用到能夠通過移動其固態(tài)成像裝置 來進行抖動校正的成像裝置，則缺陷維持有待解決。期望的是提供一種能夠通過移動其固態(tài)成像裝置來進行抖動校正的成像裝置， 其具有適于允許在不使用電線的情況下具有固態(tài)成像裝置的基板與另一基板之間的信號 (不必是所有信號)傳送的新安排，同時解決專利文獻2中公開的安排的問題中的至少一 個。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的成像裝置包括第一和第二基板。第一基板具有第一通信 裝置。第二基板具有固態(tài)成像裝置和第二通信裝置，以與該第一基板交換信號。成像裝置 還包括抖動校正部件和毫米波信號傳輸線。抖動校正部件檢測外殼的抖動，并基于該檢測 結(jié)果通過在與光徑垂直的平面上移動該第一基板來校正該抖動。毫米波信號傳輸線允許所 述第一和第二通信裝置之間的毫米波段中的信息的傳送。第一通信裝置(第一毫米波傳送裝置)和第二通信裝置(第二毫米波傳送裝置) 構(gòu)成成像裝置中的無線傳送裝置(系統(tǒng))。然后，要在彼此相對靠近的距離處安排的第一和第二通信裝置之間傳送的信號在經(jīng)由該毫米波信號傳輸線傳送之前，被首先變換為毫米波 信號。本發(fā)明中的術(shù)語“無線傳送”指的是通過使用除了電線之外的毫米波的目標信號的 傳送。術(shù)語“相對靠近的距離”指的是比用于廣播和公共無線通信的通信裝置之間的距 離更短的距離。該距離僅需要是允許傳送范圍被基本上標識為封閉空間的距離。在當前示 例中，具有固態(tài)成像裝置的第二基板和另一基板(第一基板)之間的毫米波信號傳送是可 應(yīng)用的。在被安排具有其間提供的毫米波信號傳輸線的通信裝置中，傳送部件和接收部件 被提供為一對。這兩個通信裝置之間的信號傳送可以是單向或雙向的。例如，當?shù)谝煌ㄐ?裝置充當傳送方而第二通信裝置充當接收方時，在第一通信裝置中提供傳送方，而在第二 通信裝置中提供接收方。當?shù)诙ㄐ叛b置充當傳送方而第一通信裝置充當接收方時，在第 二通信裝置中提供傳送方，而在第一通信裝置中提供接收方。例如，如果僅傳送該固態(tài)成像裝置所獲得的成像信號，則僅必須使用第二基板作 為傳送方并使用第一基板作為接收方。如果僅傳送適于控制固態(tài)成像裝置的信號(例如， 主時鐘信號、控制信號和同步信號)，則僅必須使用第一基板作為傳送方并使用第二基板作 為接收方。傳送部件包括傳送方信號生成部件和傳送方信號耦接部件。傳送方信號生成部件 通過處理要傳送的信號來生成毫米波信號(適于將要傳送的電信號變換為毫米波信號的 信號變換部件)。傳送方信號耦接部件將該傳送方信號生成部件生成的毫米波信號耦接到 適于傳送毫米波信號的傳輸線(毫米波信號傳輸線)。傳送方信號生成部件應(yīng)最好與適于 生成要傳送的信號的功能部件集成。例如，傳送方信號生成部件具有調(diào)制電路，用于調(diào)制要傳送的信號。傳送方信號生 成部件通過對調(diào)制電路所調(diào)制的已調(diào)制信號進行變頻而生成毫米波信號。原則上，也可能 將要傳送的信號直接變換為毫米波信號。傳送方信號耦接部件將該傳送方信號生成部件所 生成的毫米波信號供應(yīng)到毫米波信號傳輸線。另一方面，接收部件包括接收方信號耦接部件和接收方信號生成部件。接收方信 號耦接部件接收經(jīng)由毫米波信號傳輸線傳送的毫米波信號。接收方信號生成部件(適于將 毫米波信號變換為要傳送的電信號的信號變換部件)通過處理該接收方信號耦接部件所 接收的毫米波信號(輸入信號)而生成公共電信號(要傳送的信號)。接收方信號生成部 件應(yīng)最好與適于接收要傳送的信號的功能部件集成。例如，接收方信號生成部件具有解調(diào) 電路并通過對毫米波信號進行變頻而生成輸出信號。然后，當解調(diào)電路解調(diào)輸出信號時，同 一部件生成要傳送的信號。原則上，也可能將毫米波信號直接變換為要傳送的信號。S卩，為了提供第一和第二基板之間的信號接口，通過按照無接觸或無線纜方式使 用毫米波信號來傳送要傳送的信號。應(yīng)最好通過使用毫米波信號來實現(xiàn)至少信號傳送(具 體地，成像信號和高速主時鐘信號的傳送)。概括而言，通過使用毫米波信號來執(zhí)行通過使 用電線實現(xiàn)的基板之間的信號傳送。通過使用毫米波段實現(xiàn)信號傳送為具有Gbps級別數(shù) 據(jù)率的高速數(shù)據(jù)傳送鋪路，這使得可能容易地限制毫米波信號能覆蓋的區(qū)域(實施例中將 描述這樣的原因)。此外，可獲得由其屬性引發(fā)的影響。適于控制固態(tài)成像裝置的例如控制信號和同步信號的不需要高速傳送的那些信
6號也可借助于按照無接觸或無線纜方式使用毫米波信號的通信接口來傳送。S卩，根據(jù)本發(fā)明實施例的能夠進行抖動校正的成像裝置使用毫米波信號傳送來在 具有固態(tài)成像裝置的第二基板以及具有圖像處理、信號生成和其他部件的第一基板之間傳 送各種信號。要在兩個基板之間傳送的信號包括成像信號和用于控制固態(tài)成像裝置的信號。第二基板消耗的功率應(yīng)也優(yōu)選通過無線傳送?？墒褂秒姶鸥袘?yīng)、無線電波接收和 諧振方法中的任一個用于無線功率傳送。然而，應(yīng)優(yōu)選使用諧振方法(具體地，該方法取決 于磁場的諧振)。這里，每一信號耦接部件僅需要允許第一和第二通信裝置之間經(jīng)由毫米波信號傳 輸線的毫米波信號傳送。例如，每一信號耦接部件可包括天線結(jié)構(gòu)(天線耦接部件)。作為 選擇，每一信號耦接部件可在不包括天線結(jié)構(gòu)的情況下實現(xiàn)耦接。“適于傳送毫米波信號的毫米波信號傳輸線”可以是空氣(所謂空閑空間)，但是 應(yīng)優(yōu)選被構(gòu)造為在捕捉傳輸線中的信號的同時傳送毫米波信號。主動利用該屬性使得可能 隨意確定毫米波信號傳輸線的路由，例如，如同電線的情況那樣。具有這樣結(jié)構(gòu)的可接受傳輸線包括由以下材料制成的線，能夠進行毫米波信號傳 送的介電材料(稱為電介質(zhì)傳輸線或覆蓋電介質(zhì)的毫米波傳輸線)、以及其中由適于抑制 毫米波信號的外部輻射的空心屏蔽材料制成和包圍傳輸線的空心波導(dǎo)。如果介電材料或屏 蔽材料是撓性的，則可路由毫米波信號傳輸線。順便提及，如果使用空氣(所謂空閑空間)，則每一信號耦接部件采取天線結(jié)構(gòu)。 結(jié)果，由于該天線結(jié)構(gòu)而在短距離之外的空間中傳送信號。另一方面，如果使用由介電材料 制成的傳輸線，則每一信號耦接部件可采取天線結(jié)構(gòu)。然而，這不是絕對必須的。本發(fā)明的實施例允許在不使用電線的情況下的兩個基板之間的信號傳送，S卩，要 移動以便實現(xiàn)抖動校正的成像基板(第二基板)和另一基板(第一基板)，同時解決了專利 文獻2中公開的安排的問題。該實施例使得能夠通過使用用于通信裝置(即，基板)之間 的傳送的毫米波信號來建立在配置上簡單和便宜的單向或雙向信號接口。用于信號傳送的毫米波信號的使用使得可能避免與光的使用關(guān)聯(lián)的問題以及與 2. 4GHz和5GHz波段電磁波的調(diào)制關(guān)聯(lián)的問題，由此解決專利文獻2中公開的安排的問題。例如，毫米波段的使用防止與靠近電線的干擾，由此降低當使用電線(例如，撓性 印刷線路板)時需要的EMC對策的必要性。此外，使用毫米波段允許使用比使用電線(例如，撓性印刷線路板)時更高的數(shù)據(jù) 率，由此使得可能作為更高清晰度和更高幀頻的結(jié)果而容易地加速圖像信號。


圖IA是在功能配置方面描述了根據(jù)第一實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的 圖；圖IB到IE是描述了根據(jù)第一實施例的無線傳送系統(tǒng)中的信號多路復(fù)用的圖；圖2是在功能配置方面描述了比較示例中的無線傳送系統(tǒng)的圖；圖3是在功能配置方面描述了根據(jù)第二實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖；圖4A是在功能配置方面描述了根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖；圖4B到4D是描述了用于空分復(fù)用的合適條件的圖；圖5是在功能配置方面描述了根據(jù)第四實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖；圖6是在功能配置方面描述了根據(jù)第五實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖；圖7A和7B是描述了調(diào)制功能部件和解調(diào)功能部件的第一示例的圖；圖8A到8D是描述了調(diào)制功能部件及其外圍電路的第二示例的圖；圖9A到9D是描述了解調(diào)功能部件及其外圍電路的第二示例的圖；圖10是描述了注入鎖定中的相位關(guān)系的圖；圖IlA到IlD是描述了提供多信道和注入鎖定之間的關(guān)系的圖；圖12A到12C是描述了根據(jù)當前實施例的毫米波傳送結(jié)構(gòu)的比較示例的圖；圖12D到12U是描述了根據(jù)當前實施例的毫米波傳送結(jié)構(gòu)的第一示例的圖；和圖13A到13L是描述了根據(jù)當前實施例的毫米波傳送結(jié)構(gòu)的第二示例的圖。
具體實施例方式將通過參考附圖在下面給出對于本發(fā)明實施例的詳細描述。通過分配例如“A”、 “B”、“C”等大寫字母作為附圖標記，將在不同實施例之間區(qū)分每一功能元件。此外，可向每 一功能元件分配附圖標記“@”，用于將元件分段為多個部分，并用于在其間區(qū)別。如果沒有 任何區(qū)別地給出描述，則將省略以上附圖標記。這也適用于圖。將按照以下順序給出描述1、無線傳送系統(tǒng)第一實施例(高速信號的毫米波傳送)2、無線傳送系統(tǒng)第二實施例(低速信號的毫米波傳送)3、無線傳送系統(tǒng)第三實施例(空分復(fù)用)4、無線傳送系統(tǒng)第四實施例(第二實施例和功率的無線傳送)5、無線傳送系統(tǒng)第五實施例(第三實施例和功率的無線傳送)6、調(diào)制和解調(diào)第一示例7、調(diào)制和解調(diào)第二示例8、提供多信道和注入鎖定之間的關(guān)系9、成像裝置中的毫米波傳送結(jié)構(gòu)第一示例(單傳送信道)10、成像裝置中的毫米波傳送結(jié)構(gòu)第一示例(多傳送信道)<無線傳送系統(tǒng)第一實施例>圖IA到IE和圖2是描述根據(jù)第一實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖。這里， 圖IA是在功能配置方面描述了根據(jù)第一實施例的無線傳送系統(tǒng)IA的信號接口的圖。圖IB 到IE是描述了無線傳送系統(tǒng)IA中的信號多路復(fù)用的圖。圖2是在功能配置方面描述了比 較示例的無線傳送系統(tǒng)IZ的信號接口的圖。[功能配置第一實施例]如圖1中圖示的，無線傳送系統(tǒng)IA包括第一和第二通信裝置100A和200A。第一 通信裝置100A是第一無線設(shè)備的示例，而第二通信裝置200A是第二無線設(shè)備的示例。第 一和第二通信裝置100A和200A經(jīng)由用于毫米波段中的信號傳送的毫米波信號傳輸線9耦 接。要傳送的信號在變頻為適于寬帶傳送的毫米波段信號之后傳送。
作為通信裝置100和200的組合，在本實施例中，我們考慮能夠通過移動其固態(tài)成 像裝置進行抖動校正的成像裝置中的成像基板(第二基板)和另一基板(第一基板)之間 的信號傳送的應(yīng)用示例。與另一基板對應(yīng)的基板包括具有適于處理由安裝在成像基板上的 固態(tài)成像裝置獲得的成像信號的圖像處理部件的基板、和具有適于生成用于控制安裝在成 像基板上的固態(tài)成像裝置的信號的控制信號生成部件的基板。盡管下面將在假設(shè)例如在同 一基板(主基板)上安裝圖像處理部件和控制信號生成部件的前提下給出描述，但是這不 是絕對必須的。第一通信裝置100A具有能夠進行毫米波段傳送的半導(dǎo)體芯片103。第二通信裝置 200A具有也能夠進行毫米波段傳送的半導(dǎo)體芯片203。在第一實施例中，僅在毫米波段中傳送必須高速大量傳送的那些信號?？山邮艿?低速少量傳送的其他信號和可被看作DC的功率沒有被變換為毫米波信號。沒有被變換為 毫米波信號的這些信號(包括功率)通過電線與這些基板相連。應(yīng)注意的是，要在變換為 毫米波信號之前傳送的原始電信號被統(tǒng)稱為基帶信號。在作為成像裝置中的成像和主基板之間的信號傳送的應(yīng)用示例的當前實施例中， 與必須高速大量傳送的數(shù)據(jù)對應(yīng)的經(jīng)受到毫米波信號的變換的多條數(shù)據(jù)包括由固態(tài)成像 裝置獲得的成像信號和向成像基板供應(yīng)的高速主時鐘信號。高速主時鐘信號是用于控制固 態(tài)成像裝置的信號的示例。通過將所述成像和主時鐘信號變換為從30到300GHz的毫米波 波段中的信號并按照高速傳送所變換的信號，來建立毫米波傳送系統(tǒng)。[第一通信裝置]第一通信裝置100A具有能夠進行毫米波段傳送的半導(dǎo)體芯片103、和在基板102 上安裝的傳輸線耦接塊108。半導(dǎo)體芯片103是在單一芯片中合并LSI (大規(guī)模集成電路) 功能塊104和信號生成塊107 (毫米波信號生成塊)的系統(tǒng)LSI。盡管沒有圖示，但是可彼 此分離地提供LSI功能塊104和信號生成塊107。如果單獨提供這兩塊，則與通過電線傳送 信號關(guān)聯(lián)的問題將出現(xiàn)。所以，優(yōu)選的是，應(yīng)在單一芯片中合并這兩塊。如果單獨提供這兩 個部件，則這兩個芯片(LSI功能塊104和信號生成塊107)應(yīng)優(yōu)選地安排得彼此靠近，以通 過將線結(jié)合長度保持最小而降低可能副作用。配置信號生成塊107和傳輸線耦接塊108，使得在這兩塊之間雙向傳送數(shù)據(jù)。所 以，在信號生成塊107中提供傳送方和接收方信號生成部件。關(guān)于傳輸線耦接塊108，可提 供兩個單獨傳輸線耦接部件，一個用于傳送方，而另一個用于接收方。然而，這里，傳輸線耦 接塊108傳送和接收數(shù)據(jù)。應(yīng)注意的是，第一實施例中的“雙向通信”是利用單一毫米波傳送信道(即，毫米 波信號傳輸線9)的單一(單核)雙向傳送。為了實現(xiàn)該通信，使用基于時分雙工(TDD)的 半雙工、頻分雙工(FDD 圖IB到1E)或其他方案。在TDD的情況下，按照時間劃分方式來分離傳送和接收。所以，沒有實現(xiàn)“雙向通 信(單核雙向通信)的同時性”，其中從第一通信裝置100A到第二通信裝置200A的信號傳 送和相反的傳送同時發(fā)生。代替的是，通過頻分雙工來實現(xiàn)單核雙向傳送。然而，頻分雙工 使用用于傳送和接收的不同頻率，由此使得必須擴展毫米波信號傳輸線9的傳送寬度。不是在基板102上直接安裝半導(dǎo)體芯片103，而是可首先在插入式基板上安裝半 導(dǎo)體芯片103，其后在基板102上安裝通過用例如樹脂(例如，環(huán)氧樹脂)澆鑄半導(dǎo)體芯片
9103而形成的半導(dǎo)體封裝。即，使用插入式基板用于芯片安裝目的。所以，在插入式基板上 安裝半導(dǎo)體芯片103。由熱增強樹脂和銅箔的組合制成的薄板組件僅需要被用作插入式基 板。在該情況下，熱增強樹脂具有給定范圍中的特定介電常數(shù)(大約2到10)。半導(dǎo)體芯片103與傳輸線耦接塊108相連。具有例如天線耦接部件、天線端子、微 帶導(dǎo)體和天線的天線結(jié)構(gòu)用作傳輸線耦接塊108。應(yīng)注意的是，也可通過使用適于在芯片中 直接形成天線的技術(shù)，在半導(dǎo)體芯片103中合并傳輸線耦接塊108。LSI功能塊104負責控制第一通信裝置100A的主要應(yīng)用。例如，所以，同一塊104 包括適于處理要傳送到其他方(當前示例中，成像基板)的各種信號的電路、和適于處理從 其他方接收的信號的電路。在作為成像裝置的應(yīng)用示例的當前實施例中，同一塊104容納 控制、圖像處理和其他電路。信號生成塊107 (電信號變換部件)將從LSI功能塊104供應(yīng)的信號變換為毫米 波信號，并控制經(jīng)由毫米波信號傳輸線9的信號傳送。更具體地，信號生成塊107包括傳送方和接收方信號生成部件110和120。傳送方 信號生成部件Iio和傳輸線耦接塊108構(gòu)成傳送部件，而接收方信號生成部件120和傳輸 線耦接塊108構(gòu)成接收部件。傳送方信號生成部件110包括多路復(fù)用處理部件113、并串變換部件114、調(diào)制部 件115、變頻部件116和放大部件117，以通過處理輸入信號來生成毫米波信號。應(yīng)注意的 是，可組合調(diào)制部件115和變頻部件116，以提供所謂直接變換傳送部件。接收方信號生成部件120包括放大部件124、變頻部件125、解調(diào)部件126、串并變 換部件127和解多路復(fù)用部件128，以通過處理該傳輸線耦接塊108所接收的毫米波電信號 來生成輸出信號?？山M合變頻部件125和解調(diào)部件126，以提供所謂直接變換接收部件。如果不應(yīng)用當前實施例，則為使用多個并行傳送信號的并行接口提供并串變換部 件114和串并變換部件127。不需要相同部件114和127用于串行接口。在從LSI功能塊104供應(yīng)的所有信號中存在要在毫米波段中傳送的多種類型信號 (W種類型)的情況下，多路復(fù)用處理部件113通過包括時分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用的 多路復(fù)用，將這多種類型信號組合為單一信號。在第一實施例中，同一部件113將必須高速 大量傳送的多種類型信號組合為單一信號用于毫米波信號傳送。應(yīng)注意的是，在時分復(fù)用或碼分復(fù)用的情況下，僅需要在并串變換部件114的前 一級提供多路復(fù)用處理部件113，使得同一部件113將這多種類型信號組合為單一信號并 將該信號供應(yīng)到該并串變換部件114。在時分復(fù)用的情況下，僅需要提供選擇器開關(guān)，以將 可用時間劃分為這多種類型信號之間的時隙(其中@是1到m中的任一個)。與多路 復(fù)用處理部件113關(guān)聯(lián)地在第二通信裝置200A中提供解多路復(fù)用單元228，以將單一組合 的信號劃分回W個信號。另一方面，在頻分復(fù)用的情況下，必須通過將信號變換為頻率而生成毫米波信號， 所述頻率中的每一個處于彼此不同的頻帶F_@之一中，如圖IC中圖示的。所以，僅必須為 多種類型信號中的每一種提供并串變換部件114、調(diào)制部件115、變頻部件116和放大部 件117，并在放大部件117的下一級提供附加部件充當多路復(fù)用處理部件113。然后，僅必 須向傳輸線耦接塊108供應(yīng)包括頻帶F_1到F_N1的頻分復(fù)用后的毫米波電信號。從圖IC中可清楚看出，在將多個信號組合為單一信號的頻分復(fù)用中，傳送帶寬必須寬。如果使用不同頻率用于傳送(從傳送方信號生成部件110到接收方信號生成部件 220)和接收(從傳送方信號生成部件210到接收方信號生成部件120)，則必須如圖ID和 IE圖示的那樣進一步增加傳送帶寬。并串變換部件114將并行信號變換為串行數(shù)據(jù)信號并將該信號供應(yīng)到調(diào)制部件 115。調(diào)制部件115調(diào)制要傳送的信號并將得到的信號供應(yīng)到變頻部件116。調(diào)制部件115 僅需要調(diào)制要傳送的信號的幅度、頻率和相位之一。此外，可使用這些選項中的任意組合。 例如，模擬調(diào)制方案包括振幅調(diào)制(AM)和矢量調(diào)制。矢量調(diào)制方案包括頻率調(diào)制(FM)和 相位調(diào)制(PM)。另一方面，可用數(shù)字調(diào)制方案包括幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵 控(PSK)和幅相移鍵控(APSK)。幅相移鍵控調(diào)制幅度和相位兩者。關(guān)于幅相移鍵控，正交 調(diào)幅(QAM)是典型示例。變頻部件116對該調(diào)制部件115已調(diào)制的要傳送的信號進行變換以生成毫米波電 信號，并將該信號供應(yīng)到放大部件117。術(shù)語“毫米波電信號”指的是具有一般落入從30到 300GHz的范圍內(nèi)的頻率的電信號?；谝韵率聦嵦砑有g(shù)語“一般”，即毫米波電信號僅需要 具有提供第一實施例的毫米波信號傳送的效果的頻率，并且該頻率的下限和上限不分別限 于 30 和 300GHz?？砂凑崭鞣N方式來配置變頻部件116。然而，同一部件116僅需要包括混頻器電路 和本地振蕩器。本地振蕩器生成在調(diào)制中使用的載波(載波信號或參考載波)。混頻器電 路通過利用從并串變換部件114供應(yīng)的信號調(diào)制該本地振蕩器所生成的毫米波段中的載 波，來生成已調(diào)制信號，將該已調(diào)制信號供應(yīng)到放大部件117。放大部件117放大通過變頻獲得的毫米波電信號，并將放大的信號供應(yīng)到傳輸線 耦接塊108。放大部件117經(jīng)由未示出的天線端子與雙向傳輸線耦接塊108相連。傳輸線耦接塊108將該傳送方信號生成部件110生成的毫米波信號傳送到該毫米 波信號傳輸線110。同一塊108還接收來自毫米波信號傳輸線9的毫米波信號，并將該信號 輸出到接收方信號生成部件120。傳輸線耦接塊108包括天線耦接部件。天線耦接部件是傳輸線耦接塊108的示例 或構(gòu)成傳輸線耦接塊108的部分。術(shù)語“天線耦接部件”在狹義上指的是適于將半導(dǎo)體芯 片中的電路和該芯片內(nèi)部或外部提供的天線耦接到一起的部件，而在廣義上指的是適于實 現(xiàn)半導(dǎo)體芯片和毫米波信號傳輸線之間的信號耦接的部件。例如，天線耦接部件包括至少天線結(jié)構(gòu)。此外，當通過時分復(fù)用進行傳送和接收 時，在傳輸線耦接塊108中提供天線選擇器部件(天線雙工器)。術(shù)語“天線結(jié)構(gòu)”指的是適于實現(xiàn)與毫米波信號傳輸線9的耦接的耦接部件的結(jié) 構(gòu)。該結(jié)構(gòu)僅需要能夠耦接毫米波段中的電信號和毫米波信號傳輸線9。所以，術(shù)語“天線 結(jié)構(gòu)”不表示天線自己。例如，天線結(jié)構(gòu)包括天線端子、微帶導(dǎo)體和天線。如果在同一芯片 中形成天線選擇器部件，則天線端子和微帶導(dǎo)體構(gòu)成傳輸線耦接塊108。該天線由具有基于毫米波信號的波長λ (例如，大約600 μ m)的長度的天線材料 制成，并耦接到毫米波信號傳輸線9。貼片(patch)天線、探針天線(例如，偶極探針天線)、 環(huán)形天線、小尺寸孔徑耦合元件(例如，縫隙天線)或其他天線用作該天線。當?shù)谝缓偷诙ㄐ叛b置100A和200A的天線被安排得彼此相對時，天線僅需要是 無方向的。如果在平面圖中沒有彼此對準地安排天線，則它們需要是定向的。作為選擇，應(yīng)該通過使用反射組件將行進方向從基板的厚度方向改變?yōu)槠淦矫娣较颉Ｈ匀蛔鳛檫x擇，應(yīng) 提供例如電介質(zhì)傳輸線，以允許沿著平面方向的行進。傳送方天線將基于毫米波信號的電磁波輻射到該毫米波信號傳輸線9。另一方面， 接收方天線從該毫米波信號傳輸線9接收基于毫米波信號的電磁波。微帶導(dǎo)體連接天線端 子和天線，將傳送方毫米波信號從天線端子傳送到天線，并將接收方毫米波信號從天線傳 送到天線端子。當使用該天線用于傳送和接收兩者時，使用天線選擇器部件。例如，當將毫米波信 號傳送到第二通信裝置200A( S卩，另一方)時，天線選擇器部件將天線連接到傳送方信號生 成部件110。另一方面，當從第二通信裝置200A( S卩，另一方)接收毫米波信號時，天線選擇 器部件將天線連接到接收方信號生成部件120。盡管與半導(dǎo)體芯片103分離地提供在基板 102上，但是天線選擇器部件可提供在半導(dǎo)體芯片103中。如果提供兩個單獨天線，一個用 于傳送，而另一個用于接收，則可去除該天線選擇器部件。毫米波信號傳輸線9 (即，毫米波傳播路徑)可以是空閑空間傳輸線。然而，同一 線9應(yīng)優(yōu)選地包括例如波導(dǎo)、傳送路徑、電介質(zhì)波導(dǎo)或覆蓋電介質(zhì)的傳輸線的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以 高效地傳送毫米波段中的電磁波。例如，同一線9應(yīng)該是包括具有給定范圍內(nèi)的特定介電 常數(shù)和給定范圍內(nèi)的介電切線的介電材料的電介質(zhì)傳輸線?！敖o定范圍”僅需要是這樣的范圍，該介電材料的特定介電常數(shù)或介電切線應(yīng)落入 該范圍中，以提供當前實施例的效果。該范圍僅需要為了該目的而預(yù)先確定。即，該介電材 料僅需要具有允許按照提供當前實施例的效果的方式的毫米波傳送的屬性。該范圍不能僅 基于介電材料自己來確定。取代的是，該范圍也與傳輸線長度和毫米波頻率相關(guān)。所以，該 范圍不能按照清晰的(clear-cut)方式來確定。結(jié)果，給出以下內(nèi)容作為示例。S卩，為了在電介質(zhì)傳輸線中高速傳送毫米波，該介電材料的特定介電常數(shù)應(yīng)該 為大約2到10 (最好為3到6)，并且其介電切線為0. 00001到0. 01 (最好為0. 00001到 0. 001)。滿足這些需求的介電材料包括基于丙烯酸樹脂、基于聚氨酯、基于環(huán)氧樹脂、基于 硅樹脂、基于聚酰亞胺和基于氰基丙烯酸酯樹脂的材料。介電材料的特定介電常數(shù)和介電 切線的這些范圍也應(yīng)用到本發(fā)明的其他實施例，除非以別的方式指明。應(yīng)注意的是，被構(gòu)造 為捕捉其中的毫米波信號的毫米波信號傳輸線9不僅可以是電介質(zhì)傳輸線，而且可以是其 中由空心屏蔽材料圍繞傳輸線的空心波導(dǎo)。當由例如金屬組件的電導(dǎo)體制成時，該屏蔽材 料確保比非電導(dǎo)體更積極的屏蔽。接收方信號生成部件120與傳輸線耦接塊108相連。接收方信號生成部件120的 放大部件124與傳輸線耦接塊108相連，放大天線所接收的毫米波信號并將放大的信號供 應(yīng)到變頻部件125。同一部件125對放大的毫米波電信號進行變頻，并將變頻后的信號供應(yīng) 到解調(diào)部件126。同一部件126解調(diào)變頻后的信號，并將解調(diào)后的信號供應(yīng)到串并變換部件 127。串并變換部件127將串行接收的數(shù)據(jù)變換為并行輸出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)供應(yīng)到解 多路復(fù)用處理部件128。解多路復(fù)用處理部件128與該傳送方信號生成部件210的多路復(fù)用處理部件213 關(guān)聯(lián)。例如，在從LSI功能塊204供應(yīng)的所有信號中存在要在毫米波段中傳送的多種類型 信號的情況下(N2種類型；忽略N2與m相同還是不同)，如同多路復(fù)用處理部件113那
12樣，多路復(fù)用處理部件213通過包括時分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用的多路復(fù)用，將這多種 類型信號組合為單一信號。一旦從第二通信裝置200接收到這樣的信號，解多路復(fù)用處理 部件128就將單一組合的信號分離為多個信號(其中@是1到N2中的任一個)，如與多 路復(fù)用處理部件113關(guān)聯(lián)的解多路復(fù)用處理部件228那樣。在第一實施例中，例如，解多路 復(fù)用處理部件128將單一組合的信號分離為N2個數(shù)據(jù)信號，并將這些信號供應(yīng)到LSI功能 塊 104。應(yīng)注意的是，在從LSI功能塊204供應(yīng)的所有信號中存在要在毫米波段中傳送的 多種(N2種)類型信號的情況下，這些信號可由該第二通信裝置200A中的傳送方信號生成 部件210通過頻分復(fù)用而組合為單一信號。在該情況下，必須接收包括頻帶F_1到F_N2的 頻分復(fù)用后的毫米波電信號，并處理用于每一頻帶F_@的信號。所以，應(yīng)提供放大部件124、 變頻部件125、解調(diào)部件126和串并變換部件127的集合，用于所述多種類型信號的每一 種。在每一放大部件124的前一級提供頻率分離部件作為解多路復(fù)用處理部件128 (見圖 1C)。然后，僅必須將相應(yīng)頻帶F_@中的分離的毫米波電信號供應(yīng)到關(guān)聯(lián)頻帶F_@的各塊。當如上所述配置半導(dǎo)體芯片103時，將輸入信號從并行變換為然后傳送到半導(dǎo)體 芯片103的串行數(shù)據(jù)。另一方面，從半導(dǎo)體芯片203接收的信號從串行變換為并行信號，由 此提供要改變?yōu)楹撩撞ㄐ盘柕臏p少數(shù)目的信號。應(yīng)注意的是，如果在第一和第二通信裝置100A和200A之間原始使用串行數(shù)據(jù)傳 送，則不存在提供并串變換部件114和串并變換部件127的需求。[第二通信裝置]如已針對與多路復(fù)用處理部件113相關(guān)的解多路復(fù)用處理部件228描述的那樣， 并且還如已針對與解多路復(fù)用處理部件128相關(guān)的多路復(fù)用處理部件213描述的那樣，第 二通信裝置200A與第一通信裝置100A在其他方面具有大致相同的功能配置。每一功能部 件由作為附圖標記的200系列的數(shù)字來表示。與第一通信裝置100A的功能部件相同或相 似的功能部件由作為附圖標記的相同10或1系列數(shù)字來表示，如第一通信裝置100A中那 樣。傳送部件包括傳送方信號生成部件210和傳輸線耦接塊208，并且接收部件包括接收方 信號生成部件220和傳輸線耦接塊208。LSI功能塊204負責控制第二通信裝置200A的主要應(yīng)用。所以，例如，同一塊204 包括適于處理要傳送到另一方的各種信號的電路(當前示例中的主基板)和適于處理從另 一方接收的信號的電路。在作為成像裝置的應(yīng)用示例的當前實施例中，同一塊204容納例 如固態(tài)成像裝置和成像驅(qū)動部件。這里，對輸入信號進行變頻用于傳送的技術(shù)在廣播和無線通信中是公知的。在這 些應(yīng)用中，使用相對復(fù)雜的發(fā)射機和接收機來解決以下問題，包括α )通信在多遠距離上 是可能的(與熱噪聲相關(guān)的S/N比問題)、β)如何解決反射和多徑問題、和Y)如何抑制 人為干涉(jamming)和干擾(interference)。相反，當前實施例中使用的信號生成塊107 和207采用比廣播和無線通信中公知的復(fù)雜發(fā)射機和接收機所使用的頻率更高的毫米波 段。短波長λ允許容易的頻率再使用，這使得信號生成塊107和207適于多個鄰近裝置之 間的通信。[連接和操作第一實施例]與現(xiàn)有的接有電線的信號接口不同的是，第一實施例如前面描述的那樣執(zhí)行毫米
13波段中的信號傳送，這靈活地處置高速和大量信號傳送。在第一實施例中，例如，僅在毫米 波段中傳送必須高速大量傳送的那些信號。通信裝置100和200中的每一個包括用于低速 少量信號和功率的現(xiàn)有的接有電線的信號接口(使用端子和連接器的連接)。信號生成塊107通過處理從LSI功能塊104饋送的輸入信號來生成毫米波信號。 同一塊107通過例如微帶線、帶狀線、共面線或槽線(slot line)的傳送路徑而連接到傳輸 線耦接塊108。生成的毫米波信號經(jīng)由傳輸線耦接塊108而供應(yīng)到毫米波信號傳輸線9。具有天線結(jié)構(gòu)，傳輸線耦接塊108將傳送的毫米波信號變換為電磁波，并輸出變 換后的電磁波。同一塊108耦接到毫米波信號傳輸線9。傳輸線耦接塊108所變換的電磁 波被供應(yīng)到毫米波信號傳輸線9的一端。第二通信裝置200A的傳輸線耦接塊208連接到 毫米波信號傳輸線9的另一端。提供在第一通信裝置100A的傳輸線耦接塊108和第二通 信裝置200A的傳輸線耦接塊208之間的毫米波信號傳輸線9允許通過同一線9傳播毫米 波段中的電磁波。第二通信裝置200A的傳輸線耦接塊208耦接到毫米波信號傳輸線9。同一塊208 接收向毫米波信號傳輸線9的另一端傳送的電磁波，將其變換為毫米波信號并將該信號供 應(yīng)到信號生成塊207 (基帶信號生成塊)。同一塊207處理所變換的毫米波信號以生成輸出 信號(基帶信號)，并將該信號供應(yīng)到LSI功能塊204。例如，由裝備有第一通信裝置100A的主基板上的控制電路生成的高頻主時鐘信 號被變換為毫米波信號。然后將該毫米波信號經(jīng)由毫米波信號傳輸線9傳送到裝備有第二 通信裝置200A的成像基板。同一裝置200A將毫米波信號變換回原始主時鐘信號，并生成 適于基于該主時鐘信號驅(qū)動固態(tài)成像裝置的信號。這里，盡管將從第一通信裝置100A到第二通信裝置200A的信號傳送作為示例給 出了描述，但是當從第二通信裝置200A的LSI功能塊204向第一通信裝置100A傳送信號 時，這也成立?？梢匝仉p向傳送毫米波信號。例如，在裝備有第二通信裝置200A的成像基 板上的固態(tài)成像裝置所獲得的成像信號被變換為毫米波信號，并經(jīng)由毫米波信號傳輸線9 傳送到裝備有第一通信裝置100A的主基板。第一通信裝置100A將毫米波信號變換回原始 成像信號，以獲得圖像信號，用于記錄或顯示目的。[功能配置比較示例]如圖2中圖示的，比較示例的信號傳送系統(tǒng)IZ包括第一和第二裝置100Z和200Z。 相同裝置100Z和200Z經(jīng)由用于信號傳送的電接口 9Z耦接到一起。在第一裝置100Z中提 供半導(dǎo)體芯片103Z。同一芯片103Z能夠進行經(jīng)由電線的信號傳送。類似地，在第二裝置 200Z中提供半導(dǎo)體芯片203Z。同一芯片203Z也能夠進行經(jīng)由電線的信號傳送。在該配置 中，第一實施例的毫米波信號傳輸線9由電接口 9Z替換。為了實現(xiàn)經(jīng)由電線的信號傳送，第一裝置100Z具有電信號變換塊107Z，代替信號 生成塊107和傳輸線耦接塊108。第二裝置200Z具有電信號變換塊207Z，代替信號生成塊 207和傳輸線耦接塊208。在第一裝置100Z中，電信號變換塊107Z控制用于LSI功能塊104的經(jīng)由電接口 9Z的電信號傳送。另一方面，在第二裝置200Z中，經(jīng)由電接口 9Z訪問電信號變換塊207Z， 并且電信號變換塊207Z從LSI功能塊104接收數(shù)據(jù)。這里，使用電接口 9Z的比較示例的信號傳送系統(tǒng)IZ具有以下問題。
i)不管大量高速數(shù)據(jù)傳送的需求，電線在它們的傳送速度和數(shù)量方面具有限制。ii)增加數(shù)據(jù)傳送速度的可能方案應(yīng)該是通過增加線數(shù)目來提供并行信號并降低 每一信號線的傳送速度。然而，該補救措施導(dǎo)致輸入和輸出端子數(shù)目的增加。結(jié)果，需要更 復(fù)雜的印刷電路板和線纜，而且，必須增加連接器和電接口 9Z的物理尺寸。這導(dǎo)致連接器 和電接口的更復(fù)雜的幾何排列，造成降級的可靠性和增加的成本。iii)作為包括電影畫面和計算機圖形的信息量的極大擴張的結(jié)果，基帶信號帶寬 擴張，引起證明(manifest)自己的EMC (電磁兼容性)問題。例如，如果使用電線，則電線 充當天線，這干擾了具有與天線的調(diào)諧頻率匹配的頻率的信號。此外，由失配線阻抗產(chǎn)生的 反射和諧振可引起不必要的輻射。諧振或反射(如果存在的話)可能伴隨有發(fā)射，這使得 EMC(電磁干擾)問題更嚴重。為了解決這些問題，成像裝置在配置方面變得更復(fù)雜。iv)除了 EMC和EMI之外，反射可由于接收方的碼元之間的干擾和認為干涉波的侵 入而導(dǎo)致傳送誤差。相反，比較示例的電信號變換塊107Z和207Z由第一實施例的無線傳送系統(tǒng)IA中 的信號生成塊107和207以及傳輸線耦接塊108和208代替，由此通過使用毫米波信號而 不是電線來實現(xiàn)信號傳送。要從LSI功能塊104傳送到LSI功能塊204的信號被變換為毫 米波信號，該毫米波信號然后經(jīng)由毫米波信號傳輸線9從傳輸線耦接塊108傳送到傳輸線 耦接塊208。由于無線傳送，所以不需要考慮線幾何參數(shù)或連接器位置。結(jié)果，不存在許多布局 限制?？墒÷杂糜诶煤撩撞ㄐ盘杺魉偷哪切┬盘柕木€和端子，由此解決EMC和EMI問題。 一般在通信裝置100和200中不存在使用毫米波段中的頻率的其他功能部件，這容易地提 供了解決EMC和EMI問題的對策。此外，該無線傳送發(fā)生在彼此接近的第一和第二通信裝置100和200之間，信號在 固定位置之間或按照已知位置關(guān)系傳送。結(jié)果，該無線傳送提供下面列出的優(yōu)點。1)容易正確設(shè)計傳送和接收方之間的傳播信道(波導(dǎo)結(jié)構(gòu))。2)設(shè)計適于將傳送和接收方以及傳播信道密封在一起的傳輸線耦接部件的電介 質(zhì)結(jié)構(gòu)(毫米波信號傳輸線9的波導(dǎo)結(jié)構(gòu))允許比空閑空間傳送具有更高可靠性的卓越傳 送。3)適于控制無線傳送的控制器(當前實施例中的LSI功能塊104)不需要按照普 通無線傳送中需要的動態(tài)、自適應(yīng)和頻繁的方式這么做，由此使得可能將控制開銷降低為 小于普通無線傳送的控制開銷的水平。這允許減小尺寸、降低功耗和更快傳送。4)理解個體變化(例如在制造或設(shè)計期間校準無線傳送環(huán)境)通過參考個體變化 數(shù)據(jù)而確保較高通信質(zhì)量。5)甚至在存在反射的情況下，這也是固定反射。所以，可利用小均衡器來容易地去 除其影響。該均衡器可利用預(yù)置參數(shù)或通過靜態(tài)控制而容易地設(shè)立。此外，毫米波傳送提供下面列出的優(yōu)點。a)能夠在毫米波傳送中確保寬通信波段，使得易于交付(deliver)高數(shù)據(jù)率。b)傳送頻率能夠與用于處理其他基帶信號的頻率分離，使得不可能發(fā)生毫米波和 基帶信號之間的干擾，并使得易于實現(xiàn)稍后將描述的空分復(fù)用。c)毫米波段的短波長允許根據(jù)波長確定其長度的天線和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸減小。另
15外，由于大距離衰減和小衍射，使得易于實現(xiàn)電磁屏蔽。d)嚴格調(diào)整載波穩(wěn)定性，以防止普通無線通信中的干擾。為了實現(xiàn)這樣的高度穩(wěn) 定的載波，適于例如倍頻器和PLL(鎖相環(huán)電路)的高度穩(wěn)定的外部頻率參考元件，由此導(dǎo) 致增加的電路規(guī)模。然而，可容易地屏蔽毫米波，以防止外部泄漏(特別當與固定位置之間 或具有已知位置關(guān)系的信號傳送組合使用時)，使得可能使用穩(wěn)定性低的載波用于傳送并 防止電路規(guī)模的增加。注入鎖定(稍后詳細描述)優(yōu)選用于利用接收方的小電路來解調(diào)在 比較不穩(wěn)定的載波上傳送的信號。<無線傳送系統(tǒng)第二實施例>圖3是描述了根據(jù)第二實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖。這里，圖2是在 功能配置方面描述了根據(jù)第二實施例的無線傳送系統(tǒng)IB的信號接口的圖。在第二實施例中，在毫米波段中不僅傳送必須高速大量傳送的那些信號而且傳送 可接受地低速少量傳送的其他信號。僅功率沒有被變換為毫米波信號。在作為成像裝置的 應(yīng)用示例的當前實施例中，可接受地低速少量傳送的其他信號包括傳送到成像基板的控制 信號以及水平和垂直同步信號。傳送到成像基板的控制信號以及水平和垂直同步信號是用 于控制固態(tài)成像裝置的信號示例。在根據(jù)第二實施例的安排中，通過使用毫米波信號來傳送除了功率之外的所有信 號。關(guān)于沒有變換為毫米波信號的功率，通過電線在LSI功能塊104和204 (基板)之間進 行連接，如前面描述的比較示例中那樣。第二實施例與第一實施例在功能配置方面的不同之處僅在于要變換為毫米波信 號的信號。所以，省略第二實施例的其他點的描述。<無線傳送系統(tǒng)第三實施例>圖4A到4D是描述根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖。這里，圖4A 是在功能配置方面描述根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)IC的信號接口的圖，而圖4B到4D 是描述了用于空分復(fù)用的合適條件的圖。根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)IC包括通過使用多對傳輸線耦接塊108和208 的毫米波信號傳輸線9。我們假設(shè)所述多根毫米波信號傳輸線9被安排為不彼此干擾，并能 夠按照相同頻率進行并發(fā)通信。在當前實施例中，這樣的安排被稱為空分復(fù)用。如果不使 用空分復(fù)用來提供多信道，則必須使用頻分復(fù)用，對于不同信道使用不同載波頻率。然而， 空分復(fù)用允許相同頻率的信號傳送，同時保持無干擾?！翱辗謴?fù)用”僅需要在允許毫米波信號(電磁波)傳送的三維空間中形成多根毫米 波信號傳輸線9，并不限于在空閑空間中形成多根毫米波信號傳輸線9。例如，當允許毫米 波信號(電磁波)傳送的三維空間包括介電材料(有形物體)時，空分復(fù)用可在介電材料 中形成多根毫米波信號傳輸線9。此外，所述多根毫米波信號傳輸線9中的每一根不限于是 空閑空間，而可采用電介質(zhì)傳輸線或空心波導(dǎo)的形式。空分復(fù)用允許相同頻帶的并發(fā)使用，由此提供更高傳送速度。此外，可保證雙向通 信的同時性，其中通過m個信道從第一通信裝置iooc到第二通信裝置200C的信號傳送與 通過N2個信道從第二通信裝置200C到第一通信裝置100C的信號傳送并發(fā)發(fā)生。具體來 說，預(yù)期毫米波由于其短波長而衰減，使得即使具有小偏移(傳送信道之間的小空間距離) 也不可能發(fā)生干擾。結(jié)果，易于實現(xiàn)取決于地點的不同傳播信道。
如圖4A中圖示的，根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)IC包括m+N2個傳輸線耦接 塊108和208，每一傳輸線耦接塊具有毫米波傳送端子、毫米波信號傳輸線、天線和其他組 件。相同系統(tǒng)IC還包括m+N2根毫米波信號傳輸線9。傳輸線耦接塊108和208以及毫米 波信號傳輸線9中的每一個被分配附圖標記(其中@是1到m+N2中的任一個)。這提 供了其中彼此獨立地執(zhí)行毫米波傳送和接收的全雙工傳送系統(tǒng)。第一通信裝置100C缺乏多路復(fù)用處理部件113和解多路復(fù)用處理部件128。第二 通信裝置200C缺乏多路復(fù)用處理部件213和解多路復(fù)用處理部件228。在該示例中，通過 使用毫米波信號來傳送除了功率之外的所有信號。應(yīng)注意的是，該示例與圖IC中示出的頻 分復(fù)用的示例類似。然而，在當前實施例中，提供了m個傳送方信號生成部件110和m個 接收方信號生成部件220。而且，提供了 N2個傳送方信號生成部件210和N2個接收方信號 生成部件120。載波頻率可相同或彼此不同。在電介質(zhì)傳輸線或空心波導(dǎo)的情況下，例如，捕捉其 中的毫米波信號。這防止其間的干擾，由此即使使用相同載波頻率也不引起問題。另一方 面，在空閑空間傳輸線的情況下，只要傳輸線彼此隔開一定距離，就不存在問題。然而，如果 他們位于彼此接近的距離處，則載波頻率應(yīng)不同。例如，空閑空間中的傳播損耗L可用公式L[dB] = IOlog10 ((4 Jid/λ)2)... (A)來 表達，其中d是距離而λ是波長，如圖4Β中圖示的。我們考慮圖4Β到4D中圖示的兩類空分復(fù)用傳送。在這些圖中，發(fā)射機由TX表示， 而接收機由RX表示。附圖標記_100代表第一通信裝置100 —方，而附圖標記_200代表第 二通信裝置200 —方。在圖4C中，第一通信裝置100包括兩個發(fā)射機或發(fā)射機ΤΧ_1001和 ΤΧ_100 2。另一方面，第二通信裝置200包括兩個接收機或接收機RX_200_1和RX_200_2。 即，從第一通信裝置100到第二通信裝置200的信號傳送發(fā)生在發(fā)射機TX_100_1和接收機 RX_200_1之間以及發(fā)射機TX_100_2和接收機RX_200_2之間。即，經(jīng)由兩條路線進行從第 一通信裝置100到第二通信裝置200的信號傳送。另一方面，在圖4D中，第一通信裝置100包括發(fā)射機TX_100和接收機RX_100，而 第二通信裝置200包括發(fā)射機TX_200和接收機RX_200。即，從第一通信裝置100到第二通 信裝置200的信號傳送發(fā)生在發(fā)射機TX_100和接收機RX_200之間，而從第二通信裝置200 到第一通信裝置100的信號傳送發(fā)生在發(fā)射機TX_200和接收機RX_100之間。使用兩個通 信信道，一個用于傳送而另一個用于接收，以實現(xiàn)允許來自雙方的同時信號傳送(TX)和接 收(RX)的全雙工方案。這里，當使用非定向天線時提供必要DU[dB]所需的天線到天線距離Cl1 (必要波和 不必要波之間的比率)和信道之間的空間間距d2 (更具體地，空閑空間傳輸線9B之間的分 離距離)之間的關(guān)系根據(jù)公式㈧由公式屯/屯=10(DU/20)...⑶給出。例如，當DU是20dB時，Cl2M1是10。結(jié)果，d2必須是(I1的10倍大。一般來說，天 線在一定程度上是定向的。所以，即使使用空閑空間傳輸線9B，也可將d2設(shè)置為比上面更 短。例如，當?shù)搅硪环教炀€的距離較短時，每一天線的傳送功率可保持低。如果傳送功 率足夠低，天線對被安排得彼此足夠遠離，則可能將天線之間的干擾抑制為足夠低的電平。 特別在毫米波傳送中，信號由于其短波長而隨著距離和小衍射發(fā)生顯著衰減，使得易于實現(xiàn)空分復(fù)用。例如，即使使用空閑空間傳輸線9B，信道之間的空間間距d2 (空閑空間傳輸線 9B之間的分離距離)也可設(shè)置為比天線到天線距離Cl1短10倍。電介質(zhì)傳輸線或空心波導(dǎo)可在傳送期間捕捉其中的毫米波。所以，信道之間的空 間間距d2(空閑空間傳輸線9B之間的分離距離)可降低為比天線到天線距離Cl1小10倍。 具體來說，與使用空閑空間傳輸線9B的時候相比，可將信道之間的間距降低更多。例如，除了空分復(fù)用之外，用于實現(xiàn)雙向傳送的可能方案包括第一實施例中描述 的時分復(fù)用和頻分復(fù)用。在第一實施例中，使用半雙工或全雙工方案來向數(shù)據(jù)傳送和接收提供單一毫米波 信號傳輸線9。半雙工方案通過時分復(fù)用在傳送和接收之間切換。全雙工方案通過頻分復(fù) 用并發(fā)執(zhí)行傳送和接收。然而，應(yīng)注意的是，時分復(fù)用具有的缺陷在于不能并發(fā)進行傳送和接收。另一方 面，關(guān)于頻分復(fù)用，必須擴展圖IB到IE中圖示的毫米波信號傳輸線9的帶寬。相反，根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)IC允許設(shè)置用于多個信號傳送路線(多個 信道)的相同載波頻率，由此使得易于再使用載波頻率?？刹l(fā)進行傳送和接收，而不擴展 毫米波信號傳輸線9的帶寬?？赏ㄟ^對于同一方向的多個傳送信道同時使用相同頻帶，來 增加傳送速度。當N個毫米波信號傳輸線9可用于N(N = m =N2)個基帶信號時，僅必須使用時 分復(fù)用或頻分復(fù)用來實現(xiàn)雙向傳送和接收。另一方面，如果使用2N個毫米波信號傳輸線9， 則可能使用不同毫米波信號傳輸線9 (全部彼此獨立的傳輸線)實現(xiàn)雙向傳送和接收。艮口， 當在毫米波段中傳送N類信號時，這些信號可通過這2N個不同毫米波信號傳輸線9來傳 送，而不采取例如時分復(fù)用、頻分復(fù)用或碼分復(fù)用的多路復(fù)用。<無線傳送系統(tǒng)第四實施例>圖5是描述了根據(jù)第四實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖。這里，圖5是在 功能配置方面描述了根據(jù)第四實施例的無線傳送系統(tǒng)ID的信號接口的圖。第四實施例是 第二實施例的變型示例。根據(jù)第四實施例的無線傳送系統(tǒng)ID基于根據(jù)第二實施例的系統(tǒng)，根據(jù)第二實施 例的系統(tǒng)在毫米波段中傳送必須高速大量傳送的那些信號和可接受地低速少量傳送的其 他信號。另外，根據(jù)第四實施例的系統(tǒng)ID也通過無線傳送功率。即，添加這樣的新安排，其 被設(shè)計為通過無線從第一通信裝置100D供應(yīng)要由裝備有第二通信裝置200D的成像基板消 耗的功率。第一通信裝置100D包括電源部件174，適于通過無線供應(yīng)要由該第二通信裝置 200D消耗的功率。稍后將描述該電源部件174的安排。第二通信裝置200D包括功率接收部件278，適于接收通過無線從該第一通信裝置 100D傳送的功率。盡管稍后將描述功率接收部件278的安排，但是相同部件278生成在第 二通信裝置200D中使用的源電壓，并將這些電壓供應(yīng)到例如半導(dǎo)體芯片203，而不考慮使 用的方法。在功能配置方面，第四實施例與第二實施例的不同之處僅在于其通過無線來傳送 功率。所以，省略第四實施例的其他點的描述。使用電磁感應(yīng)、無線電波接收和諧振方法之 一用于無線功率傳送。這些方法中的任一種完全消除了對于使用電線或端子的任何接口的
18需求，由此提供無需使用任何線纜的系統(tǒng)。包括功率的所有信號可通過無線從第一通信裝 置100D傳送到第二通信裝置200D。圖5示出了基于磁場諧振方法的配置。例如，該電磁感應(yīng)方法依靠電磁耦合和線圈中感應(yīng)的電動勢。盡管沒有圖示，但是 適于通過無線供電的電源部件(傳送方或初級側(cè))包括初級線圈，并按照相對高的頻率來 驅(qū)動該初級線圈。適于通過無線從電源部件接收功率的功率接收部件(接收方或次級側(cè)) 包括次級線圈、整流二極管、諧振和平滑電容器等。提供次級線圈與初級線圈相對。例如， 整流二極管和平滑電容器構(gòu)成整流電路。當按照高頻率驅(qū)動初級線圈時，在與初級線圈電磁耦合的次級線圈中生成感應(yīng)的 電動勢。整流電路基于感應(yīng)的電動勢生成DC電壓。這時，利用諧振效應(yīng)來增強功率接收效率。當使用電磁感應(yīng)方法時，電源部件和功率接收部件被安排為彼此接近，其間(更 具體地，初級線圈和次級線圈之間)沒有提供其他元件(特別是沒有金屬組件)。同時，線 圈被電磁屏蔽。前者意欲防止金屬組件的發(fā)熱(基于電磁感應(yīng)發(fā)熱的原理)。后者被設(shè)計 為保護其他電子電路免受電磁干擾。盡管能夠傳送大功率，但是電磁感應(yīng)方法需要將傳送 和接收方安排為彼此接近(例如，Icm或更小)，如前面描述的那樣。無線電波接收依靠無線電波能量，并被設(shè)計為使用整流電路將通過接收無線電波 獲得的AC波形變換為DC電壓。該方法的有利之處在于，可在不考慮頻率的情況下傳送功 率(例如，允許毫米波)。盡管沒有圖示，但是適于通過無線供電的電源部件(傳送方)包 括傳送電路，適于在給定頻帶中傳送無線電波。適于通過無線從電源部件接收功率的功率 接收部件(接收方)包括整流電路，適于對接收的無線電波進行整流。盡管取決于要傳送 的功率而變化，但是接收的電壓應(yīng)優(yōu)選為小，并且應(yīng)最好在整流電路中使用具有盡可能小 正向電壓的二極管(例如，肖特基二極管)。應(yīng)注意的是，可在整流電路的前一級提供諧振 電路，以增加用于整流的電壓。普通戶外用途的無線電波接收方法由于大部分傳送功率的 分散(dispersion)而具有小功率傳送效率。然而，當與適于限制傳送面積的配置(被構(gòu)造 為捕捉其中的信號的毫米波信號傳輸線)組合使用時，該無線電波接收方法可能解決以上 問題。該諧振方法依靠與以下情況相同的原理，其中兩個諧振器(擺錘或音叉)諧振，并 利用除了電磁波之外的近電場或近磁場中的諧振。該諧振方法使用這樣的事實，當具有相 同特征頻率的兩個振蕩器之一(等效于電源部件)振蕩時，另一振蕩器(等效于功率接收 部件)由于當向其轉(zhuǎn)移小振蕩時的諧振而開始顯著擺動。盡管沒有圖示，但是依靠電場中的諧振的該方法在適于通過無線供電的電源部件 (傳送方)和適于通過無線從電源部件接收功率的功率接收部件(接收方)的每一個處安 排電介質(zhì)，使得在這兩個電介質(zhì)之間發(fā)生電場諧振。必須的是，具有從幾十到超過100(顯 著高于正常值)的介電常數(shù)和小介電損失的電介質(zhì)應(yīng)用作天線，并且應(yīng)利用該天線來激勵 給定振蕩模式。例如，當使用盤式天線時，當該盤周圍的振蕩模式m = 2或3時，可實現(xiàn)最 強耦合。如圖5中圖示的，依靠磁場中的諧振的方法在適于通過無線供電的電源部件 174 (傳送方)和適于通過無線從電源部件接收功率的功率接收部件278 (接收方)的每一 個處安排LC諧振器，使得在這兩個LC諧振器之間發(fā)生磁場諧振。例如，環(huán)形天線的一部分形成為電容器的形狀，使得該電容器和該環(huán)形天線的電感器構(gòu)成LC諧振器。這提供了大Q 因子(諧振密度)，由此確保除了諧振天線之外的組件吸收小比例的功率。所以，盡管與其 中使用磁場的電磁感應(yīng)方法類似，但是該方法的截然不同之處在于，利用彼此隔開的電源 部件174和功率接收部件278可比該電磁感應(yīng)方法多傳送幾kW功率。在諧振方法的情況下，電磁場波長λ、天線組件尺寸(用于電場的電介質(zhì)盤半徑 和用于磁場的環(huán)形半徑)、和可傳送功率的最大距離(天線到天線距離D)大致彼此成比例， 而不考慮使用了電場和磁場諧振現(xiàn)象中的哪一個。換言之，必須的是，與振蕩頻率相同頻率 的電磁波的波長λ、天線到天線距離D和天線半徑r應(yīng)保持差不多恒定。因為涉及近場諧 振，所以也必須使得波長λ應(yīng)充分大于天線到天線距離D，并且天線半徑r不應(yīng)過分小于天 線到天線距離D。功率傳送距離短于磁場對方(counterpart)，電場諧振方法在存在障礙時具有由 于電磁場導(dǎo)致的大損耗，盡管其熱生成低。磁場諧振方法保持不受例如人體的電介質(zhì)的靜 電電容的影響，這提供了由于電磁場導(dǎo)致的小損耗以及比電場對方更長的功率傳送距離。 當電波諧振方法使用比毫米波段更低的頻率時，必須考慮對于電路基板所使用的信號的可 能干擾(EMI)。另一方面，當電場諧振方法使用毫米波段時，必須考慮對于毫米波段中傳送 的信號的可能干擾。磁場諧振方法基本上具有電磁波形式的小能量泄漏。除此之外，其波 長可被設(shè)置為與毫米波段的波長不同。結(jié)果，該方法提供了對于在電路板上使用的并在毫 米波段中傳送的信號的可能干擾的全部免除。盡管可基本上使用電磁感應(yīng)、無線電波接收和諧振方法中的任一個，但是考慮到 每一方法的特性，如圖示的那樣在當前實施例中使用依靠磁場中的諧振的諧振方法。例如， 當初級和次級線圈的中心軸對準時，電磁感應(yīng)方法具有最高電源效率。如果軸沒有對準，則 效率降低。換言之，初級和次級線圈的定位精度顯著影響功率傳送效率。當象當前實施例 中一樣考慮能夠進行抖動校正的成像裝置的應(yīng)用時，由于抖動校正功能使得成像基板的位 置相對于另一基板的位置改變。所以，使用電磁感應(yīng)方法存在缺陷。另一方面，如果使用無 線電波接收方法或電場諧振方法，則必須考慮可能干擾(EMI)。然而，磁場諧振方法提供對 于這些問題的全部免除。應(yīng)注意的是，對于電磁感應(yīng)、無線電波接收和諧振方法，應(yīng)參考參考文獻(“Cover Story :Power Transmission Available At Last,，，Nikkei Electronics2007March 26Issue, Nikkei BP, pp.98-113 禾口 "Paper :Wireless PowerTransmission Technique Developed,Lighting Up 60W Lamp in Experiment,，，Nikkei Electronics 2007December 3Issue, Nikkei BP，pp.117-128)。<無線傳送系統(tǒng)第五實施例>圖6是描述了根據(jù)第五實施例的無線傳送系統(tǒng)的信號接口的圖。這里，圖6是在 功能配置方面描述了根據(jù)第五實施例的無線傳送系統(tǒng)IE的信號接口的圖。第五實施例是 第三實施例的變型示例。第五實施例基于第三實施例并進一步能夠通過無線傳送功率。即，添加了新安排， 其被設(shè)計為通過無線從第一通信裝置IOOE供應(yīng)由裝備有第二通信裝置200E的成像基板所 要消耗的功率。適于通過無線傳送功率的安排使用電磁感應(yīng)、無線電波接收和諧振方法之 一，如第四實施例中描述的那樣。這里，也如第四實施例中那樣使用磁場諧振方法。
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第一通信裝置100E包括電源部件174，適于通過無線供應(yīng)第二通信裝置200E所要 消耗的功率。電源部件174包括IC諧振器以使用該磁場諧振方法。第二通信裝置200E包括功率接收部件278，適于通過無線從第一通信裝置100E接 收功率。功率接收部件278包括IC諧振器以使用該磁場諧振方法。在功能配置方面，第五實施例與第三實施例的不同之處僅在于其具有功率和信號 傳送路線。所以，省略對于第五實施例的其他點的描述。該方法消除了對于使用電線或端 子的任何接口的需求，由此提供了無需任何線纜的系統(tǒng)。<調(diào)制和解調(diào)第一示例>圖7A和7B是描述了通信處理系統(tǒng)中的調(diào)制和解調(diào)功能部件的第一示例的圖。[調(diào)制處理部件第一示例]圖7A圖示了在傳送方提供的調(diào)制功能部件8300X的第一示例的配置。并串變換 部件114將要傳送的信號(例如，12比特圖像信號)變換為供應(yīng)到調(diào)制功能部件8300X的 高速串行數(shù)據(jù)流。調(diào)制功能部件8300X的電路可根據(jù)使用的調(diào)制方案按照各種配置來實現(xiàn)。當例如 使用振幅或相位調(diào)制時，調(diào)制功能部件8300X需要僅包括混頻部件8302和傳送方本地振蕩 部件8304。傳送方本地振蕩部件8304 (第一載波信號生成部件)生成載波信號(調(diào)制載波 信號)用于在調(diào)制中使用?；祛l部件8302 (第一變頻部件)將(用)來自并串變換部件 8114(等效于并串變換部件114)的信號乘以(調(diào)制)該傳送方本地振蕩部件8304所生成 的毫米波段中的載波，以生成毫米波段中的已調(diào)制信號，將該已調(diào)制信號供應(yīng)到放大部件 8117 (等效于放大部件117)。該已調(diào)制信號由放大部件8117放大并從天線8136發(fā)射。[解調(diào)功能部件第一示例]圖7B圖示了接收方提供的解調(diào)功能部件8400X的第一示例的配置。解調(diào)功能部 件8400X可根據(jù)傳送方的調(diào)制方案按照各種配置來實現(xiàn)。這里，將對于其中使用振幅或相 位調(diào)制的情況給出描述，以與上面給出的調(diào)制功能部件8300X的描述一致。解調(diào)功能部件8400X的第一示例包括雙輸入混頻部件8402 (混頻器電路)并使 用平方檢測電路。平方檢測電路獲得與接收的毫米波信號的振幅(包絡(luò))的平方成比例 的檢測輸出。應(yīng)注意的是，可使用不具有平方特性的簡單包絡(luò)檢測電路，而不是平方檢測 電路。在圖示的示例中，在混頻部件8402的隨后級提供濾波處理部件8410、時鐘生成部件 8420 (CDR 時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù))和串并變換部件8227 (S-P 等效于串并變換部件127)。濾波處 理部件8410包括低通濾波器(LPF)。天線8236所接收的毫米波信號被饋送到其中對信號振幅進行調(diào)整的可變增益放 大部件8224 (等效于放大部件224)。得到的信號被供應(yīng)到解調(diào)功能部件8400X。振幅已被 調(diào)整的接收信號被同時饋送到混頻部件8402的兩個輸入端，以生成平方信號。平方信號被 供應(yīng)到濾波處理部件8410。混頻部件8402所生成的平方信號由低通濾波器濾波以去除高 頻成分，由此生成從傳送方供應(yīng)的輸入信號波形(基帶信號)?；鶐盘柋还?yīng)到時鐘再生 部件8420。時鐘再生部件8420 (OTR)基于基帶信號來再生采樣時鐘，并利用再生的采樣時鐘 來對基帶信號進行采樣，由此生成接收數(shù)據(jù)流。生成的接收數(shù)據(jù)流被供應(yīng)到串并變換部件8227 (S-P)，以再生并行信號(例如，12比特圖像信號)。在各種時鐘再生方法中，例如使用 碼元同步。[第一示例的問題]這里，包括調(diào)制和解調(diào)功能部件8300X和8400X的第一示例的無線傳送系統(tǒng)具有 以下缺陷。首先，振蕩電路具有以下缺陷。例如，必須考慮提供多個信道用于戶外(室內(nèi))通 信。在該情況下，由于載波的頻率變化分量的影響，所以傳送方載波不得不滿足迫切的穩(wěn)定 性需求。如果在外殼內(nèi)信號傳送或裝備之間的信號傳送期間、在用于毫米波數(shù)據(jù)傳送的傳 送和接收方采用用于戶外無線通信的普通方法，則載波不得不穩(wěn)定。結(jié)果，要求能生成具有 ppm(百萬分之一)等級的頻率穩(wěn)定性的高度穩(wěn)定的毫米波的振蕩電路。提供具有高頻率穩(wěn)定性的載波的可能方案將是在硅集成電路(CMOS 互補金屬氧 化物半導(dǎo)體)上提供高度穩(wěn)定的振蕩電路。然而，CMOS的普通硅基板不是高度絕緣的。這 使得難以形成具有高Q因子的儲能(tank)電路。結(jié)果，不容易實現(xiàn)具有高頻率穩(wěn)定性的載 波。如對比文獻(A. Niknejad,"mm-ffave Silicon Technology 60GHz and Beyond”(特別 是 3. 1. 2Inductorspp. 70-71)，ISBN 978-0-387-76558-7)中指出的，例如，CMOS 芯片上形 成的電感器具有大約30到40的Q因子。所以，提供高度穩(wěn)定的振蕩電路的另一可能方案應(yīng)該是例如在其中形成振蕩電路 的主要部分的CMOS的外部利用石英振蕩器形成具有高Q因子的儲能電路。儲能電路按照 低頻率振蕩，而儲能電路的振蕩輸出相乘，以將其頻率增加到毫米波段。然而，優(yōu)選的不是 提供這樣的用于所有芯片的外部儲能電路、以便實現(xiàn)適于用使用毫米波信號的傳送代替例 如LVDS的有線信號傳送的功能。如果使用例如00K(開關(guān)鍵控)的調(diào)幅方案，則接收方需要僅檢測包絡(luò)，由此消除 對于振蕩電路的需求并提供減少數(shù)目的儲能電路。然而，信號傳送距離越長，接收振幅越 小。所以，當將平方檢測電路用作包絡(luò)檢測的示例時，降低的接收振幅的影響變得顯著。結(jié) 果，信號失真具有更大副作用，這使得該方案不利。換言之，平方檢測電路在敏感度方面是 不利的。提供具有高頻率穩(wěn)定性的載波信號的另一可能方案應(yīng)該是使用高度穩(wěn)定的倍 頻器和PLL電路。然而，該方案導(dǎo)致更大電路規(guī)模(scale)。例如，參考文獻(“A 90nm CMOS Low-Power 60GHz Transceiver with IntegratedBaseband Circuitry,，，ISSCC 2009/SESSI0N 18/RANGING AND Gb/sC0MMUNICATI0N/18. 5，2009IEEE International Solid-State CircuitsConference,pp. 314-316)中描述的方案使用推挽振蕩電路而不是 60GHz振蕩電路，由此有助于更小電路尺寸。但是，該方案仍然需要30GHz振蕩電路、分頻 器、相位/頻率檢測器(PFD)、外部參考(該示例中為117MHz)等。所以，電路規(guī)模顯然大。平方檢測電路能夠僅從接收信號中提取振幅分量。所以，能夠使用的調(diào)制方案限 于調(diào)幅方案(例如，諸如00K的ASK)，這使得難以使用相位或頻率調(diào)制方案。難于使用相位 調(diào)制方案的事實意味著不能通過使得已調(diào)制信號正交化來增加數(shù)據(jù)傳送率。另一方面，使用平方檢測電路來通過頻分復(fù)用提供多信道的方案具有以下缺陷。 必須在平方檢測電路的前一級提供適于選擇接收方的頻率的帶通濾波器。然而，不容易實 現(xiàn)小而且陡的低通濾波器。此外，如果使用陡的低通濾波器，則傳送方載波不得不滿足更嚴
22格的穩(wěn)定性需求。<調(diào)制和解調(diào)第二示例>圖8A到8D、圖9A到9D和圖10是描述了通信處理系統(tǒng)中的調(diào)制和解調(diào)功能部件 的第二示例的圖。圖8A到8D是描述了傳送方信號生成部件8110 (傳送方通信部件)的第 二示例的圖。相同部件8110包括調(diào)制功能部件8300(調(diào)制部件115和215以及變頻部件 116和216)及其外圍電路。圖9A到9D是描述了接收方信號生成部件8220 (接收方通信部 件)的第二示例的圖。相同部件8220包括解調(diào)功能部件8400 (變頻部件125和225以及 解調(diào)部件126和226)及其外圍電路。圖10是描述了注入鎖定中的相位關(guān)系的圖。為了補救以上給出的第一示例的問題，解調(diào)功能部件8400的第二示例使用注入 鎖定。為了使用注入鎖定，要調(diào)制的信號應(yīng)最好被預(yù)先正確校正，使得可容易地在接收 方對信號進行注入鎖定。典型地，要調(diào)制的信號的接近DC的低頻分量應(yīng)在調(diào)制之前被抑 制。即，在抑制包括DC的其低頻分量之后調(diào)制信號使得接近載波頻率fc的已調(diào)制信號分 量最小化，由此使得接收方的注入鎖定容易。在數(shù)字方案的情況下，例如執(zhí)行無DC的編碼， 以確保作為一連串相同代碼的結(jié)果而不出現(xiàn)DC分量。此外，優(yōu)選的是，應(yīng)連同調(diào)制為毫米波段信號(已調(diào)制信號)的信號來傳送參考載 波信號。參考載波信號被用作接收方的注入鎖定的參考，并等效于用于調(diào)制的載波信號。等 效于從傳送方本地振蕩部件8304輸出并用于調(diào)制的載波信號，參考載波信號具有一直恒 定(不變)的頻率和相位(以及更優(yōu)選的振幅)。典型地，該信號是用于調(diào)制的載波信號自 己，但是不限于此，并可以是至少與載波信號同步的信號。例如，該信號可以是與用于調(diào)制 的載波信號同步的不同頻率的信號(例如，諧波信號)或是與用于調(diào)制的載波信號具有相 同頻率不同相位的信號(例如，與用于調(diào)制的載波信號正交的正交載波信號)。取決于調(diào)制方案和調(diào)制電路，該載波信號可包括在調(diào)制電路(例如，標準調(diào)幅和 ASK)的輸出信號中，或可被抑制(例如載波被抑制的調(diào)幅、ASK和PSK)。所以，適于連同調(diào) 制為毫米波段信號的信號一起傳送來自傳送方的參考載波信號的電路根據(jù)參考載波信號 類型(用于調(diào)制的載波信號是否被用作參考載波信號)、調(diào)制方案和調(diào)制電路來配置。[調(diào)制功能部件第二示例]圖8A到8D圖示了調(diào)制功能部件8300及其外圍電路的第二示例。在調(diào)制功能部 件8300 (混頻部件8302)的前一級提供待調(diào)制信號處理部件8301。圖8A到8D圖示了用于 數(shù)字方案的配置示例。所以，待調(diào)制信號處理部件8301使得從并串變換部件8114供應(yīng)的 數(shù)據(jù)經(jīng)受諸如8-9變換編碼(8B/9B編碼)、8-10變換編碼(8B/10B編碼)或加擾之類的免 除DC的編碼。盡管沒有圖示，但是當使用模擬調(diào)制方案時，應(yīng)對待調(diào)制信號進行高通濾波 (或帶通濾波)。8-10變換編碼將八比特數(shù)據(jù)變換為10比特代碼。例如，在1024種可能10比特代 碼中，選擇最好具有相同數(shù)目1和O的代碼，用于數(shù)據(jù)代碼以提供免除DC的代碼。采用沒 有被用作數(shù)據(jù)代碼的10比特代碼的一部分作為特殊代碼，以代表例如空閑碼元和分組定 界符。對于加擾，64B/66B已知例如用于IOGBase-X族(例如，IEEE802. 3ae)。這里，圖8A中示出的基本配置1包括參考載波信號處理部件8306和信號組合部 件8308，以便將調(diào)制電路(第一變頻部件)的輸出信號(已調(diào)制信號)和參考載波信號組合(混合)在一起?？梢哉f，該配置是通用的并不取決于參考載波信號類型或調(diào)制方案。然 而，應(yīng)注意的是，取決于參考載波信號的相位，在接收方解調(diào)期間可檢測組合的參考載波信 號作為DC偏移分量，這消極地影響基帶信號的再現(xiàn)性。在該情況下，在接收方提供對策以 抑制DC分量。換言之，應(yīng)使用具有合適相位關(guān)系的參考載波信號，使得不需要在解調(diào)期間 去除DC偏移分量。參考載波信號處理部件8306在必要的時候調(diào)整從傳送方本地振蕩部件8304供應(yīng) 的已調(diào)制載波信號的相位或振幅。將相同部件8306的輸出信號供應(yīng)到信號組合部件8308 作為參考載波信號。例如當混頻部件8302的輸出信號具有一直恒定(不變)的頻率或相 位并不包括任何載波信號(頻率或相位調(diào)制方案)時、并且當將用于調(diào)制的載波信號的諧 波信號或正交載波信號用作參考載波信號時，必須使用該基本配置1。在該情況下，用于調(diào)制的載波信號的諧波信號或正交載波信號可被用作參考載波 信號。另外，可獨立調(diào)整已調(diào)制信號和參考載波信號的振幅和相位。即，放大部件8117在 注重已調(diào)制信號的振幅的情況下調(diào)整增益。這時，同時調(diào)整參考載波信號的振幅。然而，為 了提供用于注入鎖定的適合振幅，參考載波信號處理部件8306可僅調(diào)整參考載波信號的 振幅。應(yīng)注意的是，盡管在基本配置1中提供該信號組合部件8308以將已調(diào)制信號和參 考載波信號組合在一起，但是這不是絕對必須的。而是，已調(diào)制信號和參考載波信號可最好 使用不同天線8136_1和8136_2經(jīng)由不同毫米波信號傳輸線9而傳送到接收方，以防止圖 8B的基本配置2中圖示的干擾?；九渲?可向接收方傳送也具有恒定振幅的參考載波信 號，這使其在方便注入鎖定方面成為最佳選擇?；九渲?和2的有利之處在于可彼此獨立地調(diào)整用于調(diào)制的載波信號(換言 之，要傳送的已調(diào)制信號)和參考載波信號的振幅和相位。所以，可以說，這些配置適于使 得攜帶要傳送的信息的調(diào)制軸與用于注入鎖定的參考載波信號的軸(參考載波軸)異相， 以便確保在解調(diào)輸出中不發(fā)生DC偏移。當混頻部件8302的輸出信號自己包括具有一直恒定的頻率或相位的載波信號 時，傳送方信號傳送部件8110可呈現(xiàn)圖8C中示出的基本配置3，其沒有參考載波信號處理 部件8306和信號組合部件8308。在該配置中，僅必須向接收方傳送由混頻部件8302調(diào)制 為毫米波段的信號，并將已調(diào)制信號中包括的載波信號看作參考載波信號。所以，不需要向 混頻部件8302的輸出信號添加不同參考載波信號用于向接收方傳送。例如，當使用調(diào)幅方 案(例如，ASK)時，可采用配置3。這時，應(yīng)最好執(zhí)行DC消除處理。然而，應(yīng)注意的是，即使當使用調(diào)幅或ASK時，也可主動使用載波抑制電路(例如， 平衡調(diào)制電路或雙平衡調(diào)制電路)作為混頻部件8302，使得連同混頻部件8302的輸出信號 一起來傳送參考載波信號，如基本配置1和2中那樣。應(yīng)注意的是，即使當使用相位或頻率調(diào)制方案時，也僅可傳送如圖8D中示出的基 本配置4中那樣的由調(diào)制功能部件8300(使用例如正交調(diào)制)調(diào)制為毫米波段的信號(變 頻調(diào)制后的信號)。然而，諸如注入電平(饋送到注入鎖定后的振蕩電路的參考載波信號的 振幅電平)、調(diào)制方案、數(shù)據(jù)率和載波頻率的因素決定是否能夠在接收方實現(xiàn)注入鎖定，這 使得該選項在應(yīng)用中受限。基本配置1到4中的任一個可采用這樣的安排，基于在接收方獲得的注入鎖定結(jié)果來從接收方接收信息，以調(diào)整已調(diào)制載波信號的頻率、毫米波(特別是，諸如參考載波信 號或已調(diào)制信號的用作接收方的注入信號的信號)或參考載波信號的相位，如圖中的虛線 所指明的。并非絕對必須使用毫米波信號從接收方向傳送方傳送信息?？墒褂闷谕姆桨?， 有線或無線?；九渲?到4中的任一個通過控制傳送方本地振蕩部件8304來調(diào)整已調(diào)制載 波信號(或參考載波信號)的頻率。在基本配置1和2中，通過控制參考載波信號處理部件8306或放大部件8117來 調(diào)整參考載波信號的振幅或相位。應(yīng)注意的是，在基本配置1中可使用適于調(diào)整傳送功率 的放大部件8117來調(diào)整參考載波信號的振幅。然而，在該情況下，存在的缺陷在于，還調(diào)整 已調(diào)制信號的振幅。在適于調(diào)幅方案(模擬調(diào)幅或數(shù)字ASK)的基本配置3中，通過調(diào)整待調(diào)制信號的 DC分量或控制調(diào)制度(調(diào)制比)，來調(diào)整已調(diào)制信號的載波頻率分量(等效于參考載波信 號的振幅)。我們考慮例如作為待傳送信號與DC分量之和的信號的調(diào)制。在該情況下，為 了使得調(diào)制度維持恒定，通過控制DC分量來調(diào)整參考載波信號的振幅。另一方面，為了使 得DC分量維持恒定，通過控制調(diào)制度來調(diào)整參考載波信號的振幅。然而，在該情況下，不需要使用信號組合部件8308。從混頻部件8302輸出的已調(diào) 制信號向接收方的傳送允許自動混合已調(diào)制信號和用于調(diào)制的載波信號，用于傳送。作為 待傳送信號調(diào)制載波信號的結(jié)果，獲得已調(diào)制信號。不可避免地，由與攜帶已調(diào)制信號的待 傳送信號的調(diào)制軸相同的軸來攜帶參考載波信號(即，由與調(diào)制軸同相的軸來攜帶)。在 接收方，已調(diào)制信號中的載波頻率分量被用作用于注入鎖定的參考載波信號。這里，盡管稍 后將給出詳細描述，但是攜帶要傳送的信息的調(diào)制軸和用于注入鎖定的載波頻率分量(參 考載波信號)的軸同相，這導(dǎo)致載波頻率分量(參考載波信號)引起的解調(diào)輸出中的DC偏 移。[解調(diào)功能部件第二示例]圖9A到9D圖示了解調(diào)功能部件8400及其外圍電路的第二示例。根據(jù)當前實施例 的解調(diào)功能部件8400包括接收方本地振蕩部件8404，并將注入信號供應(yīng)到相同部件8404， 以在傳送方獲得與用于調(diào)制的載波信號關(guān)聯(lián)的輸出信號。典型地，解調(diào)功能部件8400獲得 與傳送方使用的載波信號同步的振蕩輸出信號。然后，解調(diào)功能部件8400使用混頻部件 8402對解調(diào)載波信號(稱為再現(xiàn)的載波信號)進行相乘(同步檢測)，由此提供同步檢測 的信號。再現(xiàn)的載波信號基于接收的毫米波調(diào)制信號和該接收方本地振蕩部件8404的輸 出信號。當濾波部件8410從其中去除高頻分量時，該同步檢測的信號提供從傳送方傳送的 輸入信號(基帶信號)的波形。其余的與第一示例中相同?；祛l部件8402具有這些優(yōu)點，包括例如作為通過同步檢測的變頻(下變頻或解 調(diào))的結(jié)果的好誤碼率以及作為發(fā)展為正交檢測的結(jié)果的相位和頻率調(diào)制的適用性。在基于接收方本地振蕩部件8404的輸出信號向混頻部件8402供應(yīng)再現(xiàn)后的 載波信號用于解調(diào)的過程中，可考慮相移。必須在同步檢測系統(tǒng)中提供相位調(diào)整電路。 這樣的原因在于，如所指出的，例如，在參考文獻(L.J.Paciorek，“Injection Lock of Oscillators, "Proceeding of the IEEE, Vol.55N0. 11，November 1965，pp.1723—1728) 中，作為注入鎖定的結(jié)果，在接收的已調(diào)制信號和從接收方本地振蕩部件8404輸出的振蕩輸出信號之間存在相差。在該示例中，在解調(diào)功能部件8400中提供相位/振幅調(diào)整部件8406。相同部件 8406能夠不僅調(diào)整相位而且調(diào)整注入振幅?？蓪τ谧⑷氲浇邮辗奖镜卣袷幉考?404中的 信號或相同部件8404的輸出信號提供相位調(diào)整電路。作為選擇，可對于兩個信號使用該相 位調(diào)整電路。接收方本地振蕩部件8404和相位/振幅調(diào)整部件8406構(gòu)成解調(diào)方(第二) 載波信號生成部件，適于生成與已調(diào)制載波信號同步的已解調(diào)載波信號，并將已解調(diào)載波 信號供應(yīng)到混頻部件8402。如圖中的虛線所指明的，在混頻部件8402的隨后級提供DC分量抑制部件8407，以 根據(jù)與已調(diào)制信號組合的參考載波信號的相位(更具體地，當已調(diào)制信號與參考載波信號 同相時)來去除可在同步檢測的信號中包括的DC偏移分量。這里，假設(shè)基于L. J. Paciorek的參考文獻、接收方本地振蕩部件8404的自由運 行振蕩頻率由 ·ο(ω0)表示、注入信號的中心頻率(參考載波信號的情況下的頻率)由 f i (ω i)表示、注入到接收方本地振蕩部件8404的電壓由Vi表示、接收方本地振蕩部件 8404的自由運行振蕩電壓由Vo表示、而Q因子(質(zhì)量因子)由Q表示，則由等式(A)給出 由最大引入頻率范圍Afomax代表的鎖定范圍。從等式(A)可清楚的是，Q因子受到鎖定 范圍影響，并且Q因子越小，鎖定范圍越寬。Δfomax = fo/(2*Q)*(Vi/Vo)*l/sqrt(1_(Vi/Vo)"2) · · · (A)從等式(A)可理解的是，接收方本地振蕩部件8404具有帶通效應(yīng)，因為其可被鎖 定為(同步為)注入信號的落入Δ f0max之內(nèi)的分量，但是不能被鎖定為超出Afomax的 分量。例如，如果向接收方本地振蕩部件8404供應(yīng)具有頻帶的已調(diào)制信號以通過注入鎖定 獲得振蕩輸出信號，則獲得與已調(diào)制信號的平均頻率(載波信號的頻率)同步的振蕩輸出 信號。這時，去除了超出Afomax的分量。這里，向接收方本地振蕩部件8404供應(yīng)注入信號的可能方案應(yīng)該是向相同部件 8404供應(yīng)接收的毫米波信號作為注入信號，如圖9A的基本配置1中圖示的那樣。在該情況 下，并非優(yōu)選使得已調(diào)制信號的頻帶必須存在于Afomax之內(nèi)。S卩，可向接收方本地振蕩部 件8404供應(yīng)不想用于注入鎖定的頻率分量，可能使得注入鎖定難于實現(xiàn)。然而，如果在傳 送方預(yù)先(例如，通過無DC編碼)抑制了要調(diào)制的信號的低頻分量，由此防止在載波頻率 附近存在已調(diào)制信號分量，則采用基本配置1不存在問題。另一可能方案應(yīng)該是如同圖9B中示出的基本配置2中那樣提供頻率分離部件 8401，以便將接收的毫米波信號分離為已調(diào)制信號和參考載波信號，并將分離的參考載波 信號分量供應(yīng)到該接收方本地振蕩部件8404作為注入信號。注入鎖定容易實現(xiàn)，因為在提 供參考載波信號分量之前抑制不想用于注入鎖定的頻率分量。當在傳送方使用圖8B中示出的基本配置2時，圖9C中示出的基本配置3是合適 的。該方案被設(shè)計為優(yōu)選利用不同天線8236_1和8236_2經(jīng)由不同毫米波信號傳輸線9接 收已調(diào)制信號和參考載波信號，以防止干擾?？梢哉f，接收方的基本配置3在容易注入鎖定 方面是最佳選擇，因為也可向接收方本地振蕩部件8404供應(yīng)具有一直恒定的振幅的參考 載波信號。當結(jié)合相位或頻率調(diào)制方案在傳送方使用圖8D中示出的基本配置4時，圖9D中 輸出的基本配置4是合適的?；九渲?的的配置與基本配置1類似。然而，實際上，解調(diào)功能部件8400包括能夠處置相位或頻率調(diào)制的例如正交檢測電路的解調(diào)電路。通過未圖示的分配器(分離器)向混頻部件8402和接收方本地振蕩部件8404供 應(yīng)該天線8236所接收的毫米波信號。當注入鎖定成功時，接收方本地振蕩部件8404輸出 與傳送方用于調(diào)制的載波信號同步的再現(xiàn)載波信號。這里，例如注入電平(饋送到注入鎖定振蕩電路的參考載波信號的振幅電平)、調(diào) 制方案、數(shù)據(jù)率和載波頻率的因素也決定是否在接收方能實現(xiàn)注入鎖定(可獲得與傳送方 用于調(diào)制的載波信號同步的再現(xiàn)載波信號)。此外，必須的是，已調(diào)制信號應(yīng)超出其中能實 現(xiàn)注入鎖定的波段。為此原因，優(yōu)選的是，應(yīng)在傳送方執(zhí)行無DC的編碼，以便確保已調(diào)制信 號的中心(平均)頻率大致等于載波頻率，并且其中心(平均)相位大致等于零(相平面 上的原點)。例如，參考文獻(P. Edmonson, et al. , “ Injection Locking Techniques for al-GHz Digital Receiver Using Acoustic-Wave Devices,，，IEEE Transactions onUltrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol.39, No. 5, September, 1992，pp. 631-637)公開了其中將通過BPSK(二相移鍵控)調(diào)制的信號用作注入信號的情 況。在BPSK中，要注入到接收方本地振蕩部件8404的注入信號根據(jù)輸入信號的碼元時間 T經(jīng)受180度相位改變。即使在該情況下，假設(shè)接收方本地振蕩部件8404的最大引入頻率 范圍由Δ fomax表示，則碼元時間T必須滿足T > 1 (2 Δ fomax)，以便接收方本地振蕩部件 8404實現(xiàn)注入鎖定。這意味著碼元時間T必須被設(shè)置為具有充分富余的短。短碼元時間T 合適的事實意味著應(yīng)增加數(shù)據(jù)率，這便于意欲高速數(shù)據(jù)傳遞的應(yīng)用。另一方面，參考文獻(Tarar, Μ· A. ；Zhizhang Chen, "A DirectDown-Conversion Receiver for Coherent Extraction of Digital Baseband SignalsUsing the Injection Locked Oscillators,，，Radio and Wireless Symposium,2008IEEE, Volume, Issue, 22-24Jan. 2008，pp. 57-60)公開了其中將通過8PSK(8_相移鍵控)調(diào)制的信號用作注入信 號的情況。該參考文獻還指出了，假設(shè)注入的電壓和載波頻率相同，則數(shù)據(jù)率越高，越容易 實現(xiàn)注入鎖定，這也便于意欲高速數(shù)據(jù)傳遞的應(yīng)用。在基本配置1到4中的任一個中，基于等式㈧來控制注入的電壓Vi和自由運行 振蕩頻率fo，以控制鎖定范圍。換言之，必須的是，應(yīng)調(diào)整注入的電壓Vi和自由運行振蕩頻 率fo以實現(xiàn)注入鎖定。例如，在混頻部件8402的隨后級(在圖中輸出的示例中，在DC分 量抑制部件8407的隨后級)提供注入鎖定控制部件8440。注入鎖定控制部件8440基于該 混頻部件8402所獲得的同步檢測信號(基帶信號)來確定注入鎖定的狀態(tài)，并基于確定結(jié) 果來控制調(diào)整相應(yīng)部件，以便實現(xiàn)注入鎖定。這時，可采取兩個對策之一或兩者，一個對策發(fā)生在接收方，另一對策發(fā)生在傳送 方，向傳送方(如圖中的交替長短虛線所示)供應(yīng)有助于控制的信息(例如，不僅控制信 息，而且作為控制信息的源的檢測信號)。接收方采取的對策導(dǎo)致接收方不能實現(xiàn)注入鎖 定，除非按照給定密度傳送毫米波信號(特別是，參考載波信號分量)。所以，該對策的有利 之處在于，可在接收方單獨采取該對策，盡管其在功耗和抗干擾力方面具有缺陷。相反，傳送方采取的對策要求從傳送方向接收方的數(shù)據(jù)傳送。然而，該對策的有利 之處在于，其允許在接收方能實現(xiàn)注入鎖定的最小可能功率電平的毫米波信號的傳送，并 還在于其提供改善的抗干擾力。
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在外殼內(nèi)信號傳送或裝備之間的信號傳送中使用注入鎖定提供以下優(yōu)點。S卩，傳 送方本地振蕩部件8304可減輕在用于調(diào)制的載波信號上施加的頻率穩(wěn)定性需求。適于實 現(xiàn)注入鎖定的接收方本地振蕩部件8404必須具有低Q因子，以能夠?qū)魉头降念l率變化作 為應(yīng)答，這從等式(A)中可明白。當包括儲能電路(感性和容性組件)的接收方本地振蕩部件8404整體上形成在 CMOS上時，這是方便的。接收方的接收方本地振蕩部件8404可具有低Q因子。這方面對于 傳送方的傳送方本地振蕩部件8304也成立。相同部件8304可具有低頻率穩(wěn)定性并具有低 Q因子。CMOS器件將來將繼續(xù)按比例減小維度，進一步提高它們的工作頻率。為了在更高 頻帶中實現(xiàn)小尺寸傳送系統(tǒng)，應(yīng)優(yōu)選使用更高載波頻率。當前示例中的注入鎖定方案可減 輕頻率穩(wěn)定性需求，由此使得可能輕而易舉地使用更高頻率的載波信號。載波頻率即使高其頻率穩(wěn)定性也可為低(換言之，可具有低Q因子)的事實意味 著不需要使用提供高頻率和高度穩(wěn)定的載波信號的高度穩(wěn)定的倍頻器或用于載波同步的 高度穩(wěn)定的PLL電路。結(jié)果，即使當使用更高頻率載波信號時，也可按照具有小電路規(guī)模的 緊湊方式來實現(xiàn)通信功能。因為接收方本地振蕩部件8404獲得與傳送方使用的載波信號同步的再現(xiàn)載波信 號并將該再現(xiàn)載波信號供應(yīng)到混頻部件8402用于同步檢測，所以不需要在混頻部件8402 的前一級提供任何帶通濾波器。通過控制傳送方和接收方本地振蕩器彼此完全同步(即， 使得可實現(xiàn)注入鎖定)，可實質(zhì)上完成接收頻率的選擇，使得容易進行接收頻率的選擇。該 毫米波段比較低頻率需要更少注入鎖定時間，使得可能在更短時間中完成接收頻率選擇。因為傳送方和接收方本地振蕩器彼此完全同步，所以抵消了傳送方載波頻率變 化的分量，這允許例如調(diào)相的各種調(diào)制方案的簡單應(yīng)用。關(guān)于數(shù)字調(diào)制，例如，已知諸如 QPSK(正交相移鍵控)和16QAM(正交調(diào)幅)的調(diào)相方案。這些調(diào)制方案被設(shè)計為通過基帶 信號對載波進行正交調(diào)制。在正交調(diào)制中，將輸入數(shù)據(jù)分離為I和Q相基帶信號用于正交 調(diào)制。即，通過I和Q相信號來分離調(diào)制I和Q軸載波信號。不僅能夠在Tarar，M.A.的參 考文獻中描述的8PSK調(diào)制中而且能夠在例如QPSK和16QAM的正交調(diào)制方案中使用注入鎖 定，這通過已調(diào)制信號的正交化提供了更高數(shù)據(jù)傳送率。注入鎖定如果與同步檢測組合使用，則即使如同提供多信道或?qū)崿F(xiàn)全雙工雙向傳 送的情況那樣、當多個傳送和接收對參與同時獨立傳送時，也無需在接收方使用用于波長 選擇的任何帶通濾波器，就提供干擾免疫性。[注入信號和振蕩輸出信號之間的關(guān)系]圖10是描述了注入鎖定中的不同信號之間的相位關(guān)系的圖。這里，示出了這樣的 情況作為基本示例，其中注入信號(該情況下的參考載波信號)與用于調(diào)制的載波信號同 相。接收方本地振蕩部件8404能夠在兩個模式(即，注入鎖定模式和放大器模式)之 一中操作。當使用注入鎖定時，相同部件8404基本上在注入鎖定模式中使用，而在特殊情 況下在放大器模式中使用。術(shù)語“特殊情況”指的是其中當將參考載波信號用作注入信號 時、用于調(diào)制的載波信號與參考載波信號異相(典型地，這兩個信號彼此正交)的情況。當接收方本地振蕩部件8404在注入鎖定模式中操作時，作為注入鎖定結(jié)果在接收的參考載波信號SQ和從接收方本地振蕩部件8404輸出的振蕩輸出信號SC之間存在相 差。為了混頻部件8402執(zhí)行正交檢測，可校正該相差。從圖中可清楚的是，必須通過相位 /振幅調(diào)整部件8406來調(diào)整相移θ - φ，以使得接收方本地振蕩部件8404的輸出信號大致 與已調(diào)制信號SI同相。換言之，相位/振幅調(diào)整部件8406僅需要偏移相位，使得抵消在注入鎖定模式中 的接收方本地振蕩部件8404的操作期間的輸出信號Vout與注入到相同部件8404中的信 號Sinj之間的相差θ-φ。順便提及，注入到接收方本地振蕩部件8404的信號Sinj和相 同部件8404的自由運行輸出Vo之間的相差為θ，而注入鎖定期間的輸出信號Vout和相同 部件8404的自由運行輸出Vo之間的相差為Φ。<多信道提供和注入鎖定之間的關(guān)系>圖IlA到IlD是描述了多信道提供和注入鎖定之間的關(guān)系的圖。如圖IlA中圖 示的，如果不同傳送和接收對使用不同載波頻率，則可提供多信道。即，可通過頻分復(fù)用提 供多信道?？赏ㄟ^使用不同載波頻率來容易地實現(xiàn)全雙工雙向傳送，使得多個半導(dǎo)體芯片 (即，傳送方信號生成部件Iio和接收方信號生成部件220)可能在成像裝置外殼中獨立地
通{曰。我們假設(shè)如圖IlB到IlD圖示的例如兩個傳送和接收對參與同時獨立傳送。這里， 如果如圖IlB圖示那樣使用平方檢測，則如先前描述的那樣需要帶通濾波器(BPF)用于頻 率選擇，以便使用頻率復(fù)用提供多信道。不容易實現(xiàn)小而且陡的帶通濾波器。為了改變選 擇的頻率，需要可變帶通濾波器。因為傳送方的時變頻率分量(頻率變化分量△)影響傳 送，所以可僅選擇允許忽略頻率變化分量△的影響的那些調(diào)制方案(例如，00Κ)，這使得難 以通過已調(diào)制信號的正交化提供更高數(shù)據(jù)傳送率。如果為了減少尺寸目的在接收方不提供載波同步PLL，則可能方案將是將頻率下 變頻為IF(中頻)用于平方檢測。在該情況下，可能通過添加適于將變頻為足夠高IF的塊， 而無需任何帶通濾波器來選擇要接收的信號。然而，該方案導(dǎo)致更復(fù)雜的電路。傳送不僅 受到傳送方的頻率變化分量△的影響，而且受到接收方的下變頻產(chǎn)生的時變頻率分量(頻 率變化分量△)的影響。結(jié)果，僅可選擇允許按照可忽略頻率變化分量△的影響的方式來 提取振幅信息的那些調(diào)制方案(例如，ASK或00Κ)。相反，注入鎖定使得傳送方本地振蕩部件8304和接收方本地振蕩部件8404彼此 完全同步，如圖IlD圖示的那樣，由此使得可能容易地使用各種調(diào)制方案。不需要載波同步 PLL，這使得電路規(guī)模減小尺寸并允許接收頻率的容易選擇。另外，可利用具有比低頻率處 更小的時間常數(shù)的儲能電路，來實現(xiàn)毫米波段振蕩電路。這需要比低頻率處更短的注入鎖 定時間，使得該方案適于高速傳送。如上所述，與芯片之間的普通基帶信號傳送相比，注入 鎖定容易地加速傳送，由此提供減少數(shù)目的I/O端子。此外，可在芯片上形成小尺寸毫米波 天線，由此在如何從芯片提取信號方面提供顯著高的自由度。此外，注入鎖定抵消傳送方的 頻率變化分量△，這允許例如調(diào)相的各種調(diào)制方案的選擇(例如，正交調(diào)制)。即使當通過頻分復(fù)用提供多信道時，也可通過在接收方再生與傳送方的用于調(diào)制 的載波信號同步的信號并通過同步檢測對該信號進行變頻，而恢復(fù)該原始傳送的信號，而 不受到載波信號中的可能頻率變化△的影響(不受到所謂干擾的影響)。這消除了在變頻 電路(下變頻器)的前一級提供帶通濾波器作為頻率選擇濾波器的需求，如圖IlD圖示的
29那樣。<毫米波傳送結(jié)構(gòu)第一示例>圖12A到12U是描述了根據(jù)當前實施例的毫米波傳送結(jié)構(gòu)的第一示例的圖。這里， 圖12A到12C圖示了比較示例，而圖12D到12U圖示了第一示例的毫米波傳送結(jié)構(gòu)。第一示例是用于實現(xiàn)根據(jù)第一、第二和第四實施例的的無線傳送系統(tǒng)1A、1B和ID 的功能的毫米波傳送結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示例。具體來說，該示例是能夠通過移動其固態(tài)成像裝置 進行抖動校正的成像裝置的應(yīng)用示例。在該示例中，裝備有固態(tài)成像裝置的成像基板502A 充當?shù)诙ㄐ叛b置200A，而裝備有控制和圖像處理電路的主基板602A充當?shù)谝煌ㄐ叛b置 IOOA0在成像裝置(例如，數(shù)字相機)中，操作者的手抖動或操作者和成像裝置的一起振 動擾亂所捕獲的圖像。例如，單反數(shù)字相機在拍攝準備階段利用主反光鏡反射穿過鏡頭的 圖像。該圖像形成在相機頂部的五棱鏡部分中提供的對焦平面上。用戶驗證該圖像是否對 準焦點。在接下來的拍攝階段中，主反光鏡從光徑縮回，這允許穿過鏡頭的圖像形成在固態(tài) 成像裝置上并進行記錄。即，用戶不能在拍攝階段中直接驗證圖像是否在固態(tài)成像裝置上 對準焦點。結(jié)果，如果固態(tài)成像裝置的光軸的位置不穩(wěn)定，就將拍攝沒有對準焦點的圖像。所以，作為適于抑制拍攝圖像中的這樣的擾亂的抖動校正機制(一般稱為抖動校 正機制)，已知一種例如適于通過移動固態(tài)成像裝置來校正抖動的機制。該方法也在第一示 例及其比較示例中采用。適于通過移動固態(tài)成像裝置來校正抖動的抖動校正機制在與光軸垂直的平面中 移位固態(tài)成像裝置自己，而不在透鏡鏡筒(lens barrel)中驅(qū)動鏡頭。例如，當檢測到其主 體的抖動時，在主體中具有抖動校正機制的相機根據(jù)抖動在主體中移動該固態(tài)成像裝置， 以確保該固態(tài)成像裝置上形成的圖像在同一裝置上保持固定。該方法通過平行移動該固態(tài) 成像裝置來校正抖動，由此消除對于專用光學系統(tǒng)的需求。該固態(tài)成像裝置重量輕。所以， 該方法特別適于其中替換了鏡頭的成像裝置。[比較示例]例如，圖12A圖示了從側(cè)面(或上面或下面)看到的成像裝置500X(相機)的截 面圖。當外殼590(裝置主體)抖動時，通過鏡頭592進入相同裝置500X的光束的聚焦位 置偏離。一旦檢測到抖動，成像裝置500X就適應(yīng)性地利用抖動校正驅(qū)動部件510 (例如，馬 達或致動器)來移動固態(tài)成像裝置505 (裝備的成像基板502X)，以便防止用于抖動校正的 聚焦位置的偏離。抖動校正的安排是公知技術(shù)，并所以省略其詳細描述。圖12B圖示了成像基板502X的平面圖。固態(tài)成像裝置505被構(gòu)造為與用陰影線示 出的成像基板502X整體在主體中垂直和水平移動圖中的幾毫米。相同裝置505由其周圍 提供的抖動校正驅(qū)動部件510移動。裝備有固態(tài)成像裝置505的成像基板502X與裝備有 圖像處理引擎605 (即半導(dǎo)體裝置(容納控制電路、控制信號生成部件和圖像處理電路等)) 的主基板602X利用例如撓性印刷線路板的軟線(電接口 9Z)而共同連接。在圖12B中示出的示例中，兩個撓性印刷線路板9X_1和9X_2被用作電接口 9Z的 示例。撓性印刷線路板9X_1和9X_2中的每一個的另一端與圖12A中示出的具有圖像處理 引擎605的主基板602X相連。從固態(tài)成像裝置505輸出的圖像信號經(jīng)由撓性印刷線路板 9X_和9X_2而傳送到圖像處理引擎605。
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圖12C圖示了成像基板502X和主基板602X之間的信號接口的功能配置圖。在 該示例中，從固態(tài)成像轉(zhuǎn)置505輸出的圖像信號被傳送到圖像處理引擎605作為12比特 subLVDS (次低電壓差分信令)信號。此外，例如控制信號和同步信號(例如，串行I/O控制信號SIO和清除信號CLR) 的其他低速信號以及從電源部件供應(yīng)的功率也經(jīng)由撓性印刷線路板9X傳送。然而，當固態(tài)成像裝置505行進用于抖動校正時，出現(xiàn)以下問題。i)除了降低抖動校正機制的尺寸的需求之外，適于將具有固態(tài)成像裝置的成像基 板與具有其他電路的基板(主基板)相連的電接口 9Z(電線或線纜)必須具有具有一些長 度余地，以響應(yīng)該行進。結(jié)果，需要空間來容納彎曲的電接口 9Z。確保這樣的額外空間對于 減小尺寸構(gòu)成負擔。例如，撓性印刷線路板9X的形狀和長度局限引起對于布局的限制。此 外，撓性印刷線路板9X的連接器形狀和管腳安排也導(dǎo)致對于布局的限制。ii)電接口 9Z(例如，撓性印刷線路板9X)在一端與具有固態(tài)成像裝置505的成像 基板502X相連。結(jié)果，相同接口 9Z可由于機械應(yīng)力而惡化。iii)由于高速信號的有線傳送而需要EMC對策。iii)因為固態(tài)成像裝置505提供更高清晰度和幀頻，所以圖像信號將越來越快。 然而，每條線的幀頻是有限的。結(jié)果，信號線將不能處置這樣的較快圖像信號。如前面描述 的，增加數(shù)據(jù)率的可能方案應(yīng)該是通過增加線的數(shù)目來提供并行信號，以便降低每一信號 線的傳送速度。然而，該補救措施導(dǎo)致以下問題，包括更復(fù)雜的印刷電路板和線纜、以及連 接器和電接口 9Z的增加的物理尺寸。[第一示例]為此原因，第一示例提出了使用毫米波信號作為成像基板502A和主基板602A之 間的信號接口來傳送信號(優(yōu)選為包括功率的所有信號)的新安排。下面將給出詳細描述。第一示例例如對應(yīng)于兩種情況，在一種情況中，固態(tài)成像裝置505是CXD (電荷耦 合器件)并與其驅(qū)動部件(水平和垂直驅(qū)動器)一起被安裝在成像基板502A上，而在另一 情況中，固態(tài)成像裝置505是CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器。圖12D到12U圖示了第一示例中的安排。這些圖是用于描述圖12A的基板上安裝 的組件的根據(jù)當前實施例的成像裝置500A的截面示意圖。這些圖集中解決毫米波傳送。所 以，適當時，不圖示與毫米波傳送不相關(guān)的那些組件。在下面給出的描述中，為了描述圖12D 到12U中沒有圖示的組件，應(yīng)參考圖12A到12C中示出的比較示例。在成像裝置500A的外殼590中提供了成像基板502A和主基板602A。主基板602A 具有第一通信裝置100 (半導(dǎo)體芯片103)，用于與具有固態(tài)成像裝置505的成像基板502A 交換信號。成像基板502A具有第二通信裝置200 (半導(dǎo)體芯片203)。如前面描述的，半導(dǎo) 體芯片103和203分別包括信號生成部件107和207以及傳輸線耦接部件108和208。盡管在一些圖中沒有圖示，但是成像基板502A具有固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動 部件。在成像基板502A周圍提供抖動校正驅(qū)動部件510。盡管在一些圖中沒有圖示，但是 主基板602A具有圖像處理引擎605。沒有示出的操作部件和各種傳感器與主基板602A相 連。主基板602A可經(jīng)由未示出的外部接口與例如個人計算機和打印機的外圍設(shè)備相連。該 操作部件包括功率開關(guān)、設(shè)置轉(zhuǎn)盤、輕推轉(zhuǎn)盤、判決開關(guān)、放大開關(guān)和釋放開關(guān)。固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件對應(yīng)于無線傳送系統(tǒng)IA和IB中的LSI功能部件204的應(yīng)用功能部件。信號生成部件207和傳輸線耦接部件208可與固態(tài)成像裝置505 分離地容納在半導(dǎo)體芯片203中。作為選擇，它們可與固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件 集成形成。如果與固態(tài)成像裝置505分離地提供它們，則在其間(例如，半導(dǎo)體芯片之間) 的信號傳送中可能發(fā)生由經(jīng)由電線的信號傳送引起的問題。所以，信號生成部件207和傳 輸線耦接部件208應(yīng)優(yōu)選地與固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件集成形成。這里，我們假 設(shè)信號生成部件207和傳輸線耦接部件208與固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件分離地容 納在半導(dǎo)體芯片203中?？稍谛酒獠刻峁┵N片天線作為天線236。作為選擇，可在芯片內(nèi) 部形成倒F天線作為相同天線236。圖像處理引擎605對應(yīng)于無線傳送系統(tǒng)IA和IB中的LSI功能部件204的應(yīng)用功 能部件。在相同引擎605中容納適于處理由固態(tài)成像裝置505獲得的圖像信號的圖像處理 部件。信號生成部件107和傳輸線耦接部件108可與圖像處理引擎605分離地容納在半導(dǎo) 體芯片103中。作為選擇，它們可與圖像處理引擎605集成地形成。如果與相同引擎605分 離地提供它們，則在其間(例如，半導(dǎo)體芯片之間)的信號傳送中可能發(fā)生由經(jīng)由電線的信 號傳送引起的問題。所以，信號生成部件107和傳輸線耦接部件108應(yīng)優(yōu)選地與圖像處理 引擎605集成形成。這里，我們假設(shè)信號生成部件107和傳輸線耦接部件108與圖像處理 引擎605分離地容納在半導(dǎo)體芯片103中?？稍谛酒獠刻峁┵N片天線作為天線136。作 為選擇，可在芯片內(nèi)部形成倒F天線作為相同天線136。除了圖像處理部件之外，在圖像處理引擎605中容納相機控制部件。相機控制部 件包括CPU (中央處理單元)和存儲部件(例如，工作存儲器和程序ROM)。相機控制部件從 程序ROM向工作存儲器裝載程序，以根據(jù)該程序來控制成像裝置500A的每一部件。此外，相機控制部件基于來自操作部件的開關(guān)的信號來整體控制成像裝置500A。 相同部件通過控制電源部件來向每一部件供電，并參與經(jīng)由外部接口與外圍設(shè)備的通信， 包括圖像數(shù)據(jù)的傳遞。相機控制部件還執(zhí)行用于拍攝的順序控制。例如，相同部件經(jīng)由同步信號生成部 件或成像驅(qū)動部件來控制固態(tài)成像裝置505的成像操作。同步信號生成部件生成信號處理 所需的基本同步信號。成像驅(qū)動部件接收來自同步信號生成部件的同步信號和來自相機控 制部件的控制信號，以生成驅(qū)動固態(tài)成像裝置505所需的詳細定時信號。從固態(tài)成像裝置505向圖像處理引擎605發(fā)送的圖像信號(成像信號)可以是模 擬或數(shù)字的。當圖像信號是數(shù)字的并且當與A/D變換部件分離地提供固態(tài)成像裝置505時， 將A/D變換部件安裝在成像基板502A上，而不管固態(tài)成像裝置505是CCD還是CMOS器件。這里，成像基板502A被安排為能夠在用于抖動校正的抖動校正驅(qū)動部件510的控 制下響應(yīng)于相機主體的抖動來垂直和水平(圖中的上、下、后和前)行進。另一方面，主基 板602A被固定在外殼590上。抖動檢測由未示出的抖動檢測部件實現(xiàn)，因為該部件檢測左右搖擺、上下振動和 滾動這三種分量的加速度。抖動檢測部件包括陀螺儀傳感器。基于檢測結(jié)果，抖動校正驅(qū) 動部件510使用馬達或致動器促使固態(tài)成像裝置505在與光徑垂直的平面上擺動，由此校 正抖動。抖動檢測部件和抖動校正驅(qū)動部件510構(gòu)成適于校正抖動的抖動校正部件。除了固態(tài)成像裝置505之外，成像基板502A具有信號生成部件207和傳輸線耦接 部件208，以提供該無線傳送系統(tǒng)IA和1B。類似地，主基板602A具有信號生成部件107和傳輸線耦接部件108，以提供該無線傳送系統(tǒng)IA和1B。成像基板502A的傳輸線耦接部件 208通過毫米波信號傳輸線9耦接到主基板602A的傳輸線耦接部件108。這允許成像基板 502A的傳輸線耦接部件208與主基板602A的傳輸線耦接部件108之間的毫米波段中的雙 向傳送。應(yīng)注意的是，主基板602A還具有電源部件，以提供根據(jù)第四實施例的無線傳送系 統(tǒng)1D，該電源部件也可操作為通過無線傳送功率。類似地，成像基板502A進一步具有功率 接收部件，以提供根據(jù)第四實施例的無線傳送系統(tǒng)1D。如果單向傳送可接受，則僅必須在傳送方安排傳送方信號生成部件110和210并 在接收方安排接收方信號生成部件120和220，由此使用傳輸線耦接部件108和208以及毫 米波信號傳輸線9來耦接傳送和接收方。例如，如果僅傳送該固態(tài)成像裝置505所獲得的 成像信號，則僅必須使用成像基板502A作為傳送方并使用主基板602A作為接收方。如果 僅傳送適于控制該固態(tài)成像裝置505的信號(例如，主時鐘信號、控制信號和同步信號)，則 僅必須使用主基板602A作為傳送方并使用成像基板502A作為接收方。兩個天線136和236之間的毫米波通信允許該固態(tài)成像裝置505所獲得的圖像信 號經(jīng)由天線136和236之間的毫米波信號傳輸線9使用毫米波信號向主基板602A的傳送。 此外，適于控制該固態(tài)成像裝置505的各種控制信號經(jīng)由天線136和236之間的毫米波信 號傳輸線9使用毫米波信號而傳送到成像基板502A。此外，在適于提供無線傳送系統(tǒng)ID的 配置的情況下，要供應(yīng)到固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件的功率按照與經(jīng)由毫米波信號 傳輸線9的毫米波傳送不同的方式而傳送到成像基板502A。 毫米波信號傳輸線9可按照兩種不同方式之一來提供，在一種方式中，天線136和 236彼此相對地安排(圖12D到121)，而在另一種方式中，天線136和236在基板的平面的 方向上彼此不成直線地安排(圖12J到12M)。當天線136和236彼此相對地安排時(圖12D到121)，以下兩種配置是可能的。 首先，具有天線136的主基板602A位于比成像基板502A更靠后的位置(與鏡頭592相對的 一邊)(圖12D到12G)。其次，使用兩個主基板602A_1和602A_2而不是單一主基板602A。 主基板602A_1具有圖像處理引擎605，而主基板602A_2具有天線136。具有天線136的主 基板602A_2位于前面(鏡頭592 —邊)(圖12H)。在第一配置中，成像基板502A沿著遠 離鏡頭592的方向參與毫米波通信。另一方面，在第二配置中，成像基板502A沿著朝向鏡 頭592的方向參與毫米波通信。成像基板502A共同位于成像裝置500的主體的后面(與 鏡頭592相對的一邊)。所以，在一些情況下，第二配置允許更容易地確保通信空間。當天線136和236彼此相對時，應(yīng)使用定向為與基板垂直的方向的圖121所示的 貼片天線。盡管定向為垂直方向，但是貼片天線不是顯著定向的。所以，只要天線136和 236在有一點大的區(qū)域上重疊，則即使它們有一點彼此不成直線，它們的接收靈敏度也將不 受到不利影響。當固態(tài)成像裝置505沿著成像基板502A的平面的方向進行二維行進用于 抖動校正時，作為天線136的對方的天線236 (位于成像基板502A上)在基板平面中的給 定范圍內(nèi)行進。然而，接收電平的變化可保持在給定電平。在毫米波通信中，使用的天線小或處于幾平方毫米的等級，這使得它們易于安裝 在例如成像裝置500內(nèi)部的緊湊區(qū)域中。當使用貼片天線時，在基板中的波長為Xg的情 況下，一邊的長度被給定為Xg/2。例如，當使用60GHz毫米波用于具有特定介電常數(shù)3. 5的基板502A和602A時，λ g是大約2. 7毫米。結(jié)果，貼片天線的一邊是大約1. 4毫米。當天線136和236被安排為在基板平面的方向中彼此不成直線時，相對于基板 502A和602A水平進行毫米波通信。與其中天線彼此相對的配置相比，該配置提供了成像基 板502A和主基板602A之間的減小縫隙。順便提及，在該情況下，應(yīng)使用定向為與基板平面的方向的圖12M圖示的偶極天 線。偶極天線定向為切線方向(圖中的箭頭方向)。所以，當在其中天線136和236在基 板平面方向中彼此不成直線的配置中使用偶極天線時，應(yīng)沿著定向的方向來安裝這兩個天 線。除了偶極天線之外的定向天線的類型包括八木天線和倒F天線。八木天線由與偶極天 線相鄰安排的波導(dǎo)或反射元件制成。毫米波信號傳輸線9不僅可以是圖12D和12J中圖示的空閑空間傳輸線9B，而且 可以是圖12E、12F、12K和12L中圖示的電介質(zhì)傳輸線9A以及圖12G中圖示的空心波導(dǎo)9L。作為使用電介質(zhì)傳輸線9A作為毫米波信號傳輸線9的示例，可使用例如基于硅樹 脂的材料的軟(撓性)介電材料，用于圖12E和12K中圖示的天線136和236之間的連接。 電介質(zhì)傳輸線9A可以由屏蔽材料(例如，導(dǎo)體)圍繞。為了利用介電材料的柔韌性，屏蔽 材料也應(yīng)該是撓性的。盡管由電介質(zhì)傳輸線9A構(gòu)成連接，但是由于材料的柔軟，使得可如 同電線一樣路由同一線9A。另外，固態(tài)成像裝置505 (成像基板502A)在其行進方面不受局 限。作為使用電介質(zhì)傳輸線9A的另一示例，同一線9A可被固定到圖12F和12L中圖 示的主基板602A上提供的天線136，使得成像基板502A上的天線236通過在電介質(zhì)傳輸 線9A上滑動而行進。在該情況下，電介質(zhì)傳輸線9A也可由屏蔽材料(例如，導(dǎo)體)包圍。 如果降低成像基板502A上的天線236和電介質(zhì)傳輸線9A之間的摩擦力，則固態(tài)成像裝置 505(成像基板502A)在其行進方面不受局限。相反，電介質(zhì)傳輸線9A可固定到成像基板 502A。在該情況下，主基板602A的天線136通過在電介質(zhì)傳輸線9A上滑動而行進?？招牟▽?dǎo)9L僅需要由屏蔽材料包圍并且內(nèi)部為空心。例如，如圖12G圖示的，空 心波導(dǎo)9L由作為屏蔽材料示例的導(dǎo)體MZ包圍，并且內(nèi)部為空心。例如，按照這樣的方式來 附加由導(dǎo)體MZ制成的覆蓋物，以便包圍主基板602A上的天線136。成像基板502A上的天 線236的行進中心被安排為與天線136相對。因為導(dǎo)體MZ內(nèi)部為空心，所以不需要使用任 何介電材料，由此使得可能利用低成本并容易地形成毫米波信號傳輸線9。如圖12N到120圖示的，由導(dǎo)體MZ制成的覆蓋物可提供在主基板602A上或成像 基板502A上。在任一情況下，由導(dǎo)體MZ制成的覆蓋物與成像基板502A或主基板602A之 間的距離L(從導(dǎo)體MZ的末端到面對導(dǎo)體MZ的基板的縫隙的長度)應(yīng)充分小于毫米波的 波長。然而，距離L應(yīng)按照這樣的方式來設(shè)置使得不干擾成像基板502A (成像裝置505)的 行進。應(yīng)考慮到成像基板502A的行進范圍來確定屏蔽材料(覆蓋物導(dǎo)體MZ)的尺寸和 形狀。即，屏蔽材料僅需要在平面圖中確定尺寸和形狀，使得當成像基板502A行進時，成像 基板502A上的天線236不移動出覆蓋物(導(dǎo)體MZ)或其中天線136和236彼此面對的范 圍。只要滿足該需求，平面圖中的導(dǎo)體MZ的形狀可以是圓形、三角形、矩形或任何其他期望 的形狀。例如，圖12P圖示了其中主基板602A上提供的覆蓋物具有矩形橫截面的情況。在該情況下，假設(shè)成像基板502A的垂直和水平可移動范圍兩者由士m表示而天線236的一邊 由a表示，則覆蓋物的一邊的長度w為w彡(2m+a)。圖12Q圖示了其中主基板602A上提供的覆蓋物具有圓形橫截面的情況。在該情 況下，假設(shè)成像基板502A的垂直和水平可移動范圍兩者由士m表示而天線236的一邊由a 表示，則覆蓋物的直徑r為r彡(2m+a) · V 2?？招牟▽?dǎo)9L不僅可通過在基板之一上利用導(dǎo)體MZ形成覆蓋物而且可通過在相對 厚的基板中形成洞(洞可以是或者可以不是穿透洞)而形成，使得洞壁被用作圖12R到12U 中圖示的覆蓋物。在該情況下，基板充當屏蔽材料。洞可形成在成像基板502A和主基板 602A的任一個或兩者之上。洞的側(cè)壁可以或者可以不由導(dǎo)體覆蓋。在后一情況下，由于基 板和空氣之間的特定介電常數(shù)比率，所以毫米波將在洞中被反射并密集分布。當這個洞是 穿透洞時，天線136或236僅需要被安排(附加)在半導(dǎo)體芯片103或203的后邊上。當 這個洞不是穿透洞時，天線136或236僅需要被安排在洞的底部。每一洞的橫截面形狀可以是圓形、三角形、矩形或任何其他期望的形狀。當洞是矩 形時，其一邊的長度是圖12P中的W。當洞是圓形時，其直徑是圖12Q中的r。例如，圖12R圖示了其中在主基板602A中形成穿透洞的情況。主基板602A上的 天線136附加到半導(dǎo)體芯片103的后邊。圖12S圖示了其中在主基板602A上形成非穿透 洞的情況，在該洞的底部提供天線136。圖12T圖示了其中在成像基板502A中形成穿透洞 的情況。成像基板502A上的天線236附加到半導(dǎo)體芯片203的后邊。盡管沒有圖示，但是 可以在成像基板502A中形成非穿透洞，使得在該洞的底部提供天線236。圖12U圖示了其中在主基板602A中形成穿透洞使得天線136附加到半導(dǎo)體芯片 103的后邊并在成像基板502A中形成穿透洞使得天線236附加到半導(dǎo)體芯片203的后邊的 情況。盡管沒有圖示，但是成像基板502A和主基板602A中的洞的(任一個或兩者)可以 是非穿透孔。在該情況下，僅需要在洞的底部提供天線136和236中的任一個或兩者。電介質(zhì)傳輸線9A和空心波導(dǎo)9L由于它們的覆蓋物而捕捉其中的毫米波，由此提 供各種優(yōu)點。這樣的優(yōu)點包括毫米波傳送中的低損耗、有效傳送、毫米波的最小外部輻射、 和提供EMC對策的便利。在第一示例中，固態(tài)成像裝置505所獲得的圖像信號按照毫米波調(diào)制信號的形式 被傳送到主基板602A并傳遞到圖像處理引擎605。適于操作固態(tài)成像裝置505的控制信號 也按照毫米波調(diào)制信號的形式被傳送到成像基板502A。此外，適于操作成像基板502A的不 同部件的功率也可借助于與用于毫米波傳送的安排不同的安排來通過無線供應(yīng)。這相對于使用電接口 9Z(撓性印刷線路板9X)的情況提供了以下優(yōu)點。i)不需要使用用于在傳送之前被變換為毫米波信號的那些信號在基板之間的傳 送的線纜。對于要按照毫米波信號的形式傳送的那些信號，無線傳送消除了由使用電接口 9Z時的機械應(yīng)力引起的線路惡化的可能性。由于減少數(shù)目的電線，所以可降低線纜空間。 此外，可較少裝載適于移動固態(tài)成像裝置505 (裝備的成像基板502A)的部件，由此提供低 功耗的具有小尺寸抖動校正機制的成像裝置500。ii)使用取決于磁場中的諧振的諧振方法的功率的無線傳送允許包括功率的所有 信號的無線傳送，而不對毫米波傳送產(chǎn)生不利影響，由此消除使用線纜和連接器來附著連 接的需求。這完全解決了由使用電接口 9Z時的機械應(yīng)力引起的線路惡化的問題。
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iii)由于無線傳送，所以不需要關(guān)注線形狀和連接器位置。結(jié)果，對于布局存在很 多限制。iv)毫米波段具有小波長、大距離衰減和小衍射，使得容易實現(xiàn)電磁屏蔽。ν)使用毫米波信號和電介質(zhì)波導(dǎo)中的傳送的無線傳送消除了對于電接口 9Ζ(撓 性印刷線路板9Χ)需要的EMC對策的需求。此外，通常在相機中不存在使用毫米波段中的 頻率的其他裝置。結(jié)果，EMC對策易于實現(xiàn)，即使這樣的對策是必須的。vi)可在毫米波傳送中確保寬通信波段，使得易于交付高數(shù)據(jù)率。使用毫米波信號 和電介質(zhì)波導(dǎo)中的傳送的無線傳送比使用電接口 9Ζ時提供了顯著更高的數(shù)據(jù)率，這使得 易于處置由固態(tài)成像裝置505的更高清晰度和更好幀頻引起的越來越快的圖像信號。應(yīng)注意的是，專利文獻2中公開了與當前示例中描述的類似的適于在能夠進行抖 動校正的成像裝置500中的基板之間通過無線傳送信號的安排。然而，專利文獻2中描述 的安排與第一示例中描述的安排的不同之處在于以下方面。a)專利文獻2中公開的光通信使用紅外LED或紅外半導(dǎo)體激光器。然而，紅外LED 的帶寬窄，使得其不適于高速通信。另一方面，紅外半導(dǎo)體激光器需要高定位精度。如果使 用具有大光接收范圍的光接收元件，則同一元件必須大。然而，這樣的大光接收元件慢并需 要鏡頭，導(dǎo)致更高成本和布局局限。如果提供多個光接收元件，則這將導(dǎo)致更高成本和布局 局限。如果成像元件在拍攝之后通信之前被固定在預(yù)定位置處，則必須控制該操作，由此導(dǎo) 致時間緊張。相反，根據(jù)前面給出的描述可理解，第一示例中的安排不具有這些問題。b)紅外LED和紅外半導(dǎo)體激光器兩者一般是基于砷化鎵的裝置。這些裝置中的任 一個可被集成在具有基于硅(Si)的CMOS電路的單一芯片中，由此導(dǎo)致高成本。相反，如第 一示例的適于實現(xiàn)使用毫米波信號的傳送的安排允許在硅(Si)表面上形成傳送電路和天 線并將其和其他CMOS電路一起集成到單一芯片中，由此實現(xiàn)減小尺寸和更低成本。c)專利文獻2中公開的使用電磁波的通信使用IEEE802. lla/b/g技術(shù)作為示例。 然而，IEEE802. lla/b/g技術(shù)采用2. 4GHz和5GHz波段。結(jié)果，載波頻率不適于低速通信。 除此之外，天線大，使得它們在封裝上存在問題。此外，為了降低與驅(qū)動相關(guān)的噪聲，必須在 停止抖動校正操作之后執(zhí)行通信。相反，可理解的是，第一示例中的安排不具有這些問題。例如，毫米波具有高頻率， 使得其免受噪聲影響并允許與抖動校正操作并發(fā)通信。當然，必須在停止抖動校正操作之 后執(zhí)行通信。在該情況下，由于毫米波傳送的高速度，使得能夠在短時間中傳送信號，由此 有助于更短停止時間。<毫米波傳送結(jié)果第二示例>圖13A到13L是描述了根據(jù)當前實施例的毫米波傳送結(jié)果的第二示例的圖。如同 第一示例，第二示例是能夠通過移動其固態(tài)成像裝置校正抖動的成像裝置的應(yīng)用示例。第 二示例是用于實現(xiàn)根據(jù)第三和第五實施例的無線傳送系統(tǒng)IC和IE的功能的毫米波傳送結(jié) 構(gòu)的應(yīng)用示例。下面將主要集中于與第一示例的差別來給出描述。除了固態(tài)成像裝置505之外，成像基板502B具有信號生成部件207和傳輸線耦接 部件208，以提供無線傳送系統(tǒng)1C。類似地，主基板602B具有信號生成部件107和傳輸線 耦接部件108，以提供根據(jù)第三實施例的無線傳送系統(tǒng)1C。傳輸線耦接部件108和208由 毫米波信號傳輸線9耦接。這提供了兩個單獨毫米波信號傳輸線91和92，前者用于從成像基板502B向主基板602B的信號傳送，而后者用于從主基板602B向成像基板502B的信號 傳送。在傳輸線耦接部件108和208之間發(fā)生毫米波段中的雙向信號傳送。應(yīng)注意的是，為了提供可操作為也傳送功率的根據(jù)第五實施例的無線傳送系統(tǒng) 1E，主基板602B還具有電源部件。類似地，成像基板502B還具有功率接收部件，以提供根 據(jù)第五實施例的無線傳送系統(tǒng)1E。天線136和236之間的毫米波通信允許固態(tài)成像裝置505所獲得的圖像信號經(jīng)由 天線136和236之間的毫米波信號傳輸線9使用毫米波信號向主基板602B的傳送。此外， 適于控制該固態(tài)成像裝置505的各種控制信號經(jīng)由天線136和236之間的毫米波信號傳輸 線9使用毫米波信號而傳送到成像基板502A。此外，在適于提供無線傳送系統(tǒng)IE的配置的 情況下，要供應(yīng)到固態(tài)成像裝置505和成像驅(qū)動部件的功率經(jīng)由功率供應(yīng)和接收部件而通 過無線傳送到成像基板502B。毫米波信號傳輸線9可按照三種不同方式之一來提供，在一種方式中，天線136和 236彼此相對地安排(圖13A到13E)，在另一種方式中，天線136和236在基板的平面的方 向上彼此不成直線地安排(圖13F到13H)，而另一種方式是以上兩種配置的組合(圖131 到13L)。當天線136和236彼此相對地安排時，應(yīng)使用定向為與基板垂直的方向的例如貼 片天線的天線。當天線136和236在基板的平面的方向上彼此不成直線地安排時，應(yīng)使用 定向為基板平面的方向的例如偶極天線、八木天線或倒F天線的天線。毫米波信號傳輸線9的每一個不僅可以是圖13A、13F和131中圖示的空閑空間傳 輸線9，而且可以是圖13B、13C、13G、13H、13J和13K中圖示的電介質(zhì)傳輸線9A以及圖13D 和13L中圖示的空心波導(dǎo)9L。當使用空閑空間傳輸線9B作為毫米波信號傳輸線9 (多個相同線9被提供得彼此 靠近)時，結(jié)構(gòu)(毫米波屏蔽材料MY)應(yīng)優(yōu)選被提供為阻礙無線電波傳播，以便抑制毫米波 信號傳輸線9的天線之間的干擾。毫米波屏蔽材料MY可被提供在主基板602B和成像基板 502B的任一個或兩者上。僅需要基于毫米波信號傳輸線9之間的空間距離和干擾度來確定 是否提供毫米波屏蔽材料MY。干擾度也與傳送功率相關(guān)。綜合考慮空間距離、傳送功率和 干擾度，來確定是否提供毫米波屏蔽材料MY。作為將電介質(zhì)傳輸線9A用作毫米波信號傳輸線9的示例，可使用例如基于硅樹脂 的材料的軟(撓性)介電材料，用于圖13B、13G和13J中圖示的每對天線136和236之間 的連接。作為其另一示例，每一電介質(zhì)傳輸線9A可以固定到圖13C、13H和13K中圖示的主 基板602B之一上提供的每一天線136，使得成像基板502B上的每一天線236通過在電介質(zhì) 傳輸線9A之一上滑動而行進。相反，每一電介質(zhì)傳輸線9A可以固定到成像基板502B。在 該情況下，主基板502A上的每一天線136通過在電介質(zhì)傳輸線9A之一上滑動而行進。這 些電介質(zhì)傳輸線9A可按照與第一示例相同的方式使用?？招牟▽?dǎo)9L僅需要由屏蔽材料包圍，并且其內(nèi)部為空心。例如，如圖13D和13L圖 示的，空心波導(dǎo)9L由作為屏蔽材料示例的導(dǎo)體MZ包圍，并且其內(nèi)部為空心。此外，空心波 導(dǎo)9L可通過在相對厚的基板中形成穿透或非穿透洞(洞可以是或者可以不是穿透洞)而 形成，使得洞壁按照圖12R到12U相同的方式被用作圖13E中圖示的覆蓋物?？砂凑张c第 一示例相同的方式來使用空心波導(dǎo)9L。在第二示例中，固態(tài)成像裝置505所獲得的圖像信號也按照毫米波調(diào)制信號的形
37式被傳送到主基板602B并傳遞到圖像處理引擎605。適于操作固態(tài)成像裝置505的控制 信號也按照毫米波調(diào)制信號的形式被傳送到成像基板502B。此外，適于操作成像基板502B 的不同部件的功率也可借助于與用于毫米波傳送的安排不同的安排來通過無線供應(yīng)。具體來說，在第二示例中使用根據(jù)第三和第五實施例的無線傳送系統(tǒng)IC和IE的 功能配置。所以，空分復(fù)用允許相同頻帶的并發(fā)使用，由此提供更高傳送速度。此外，可保 證其中雙向信號傳送并發(fā)發(fā)生的雙向通信的同時性。多個毫米波信號傳輸線9允許全雙工 傳送，這有助于改善數(shù)據(jù)交換效率。此外，使用相同方向的多個傳送信道提供了更高傳送速 度。例如，在圖中，可使用毫米波信號傳輸線9之一來從成像基板502B向主基板602B 傳送成像信號，并使用毫米波信號傳輸線9中的另一根來從主基板602B向成像基板502B 傳送成像信號。提供這兩根毫米波信號傳輸線9允許雙向通信。本申請包括與2009年8月13日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2009-187710中公開的內(nèi)容相關(guān)的主題，通過引用由此合并其全部內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可取決于設(shè)計需求和其他因素而進行各種修改、組 合、子組合和替換，只要它們落入所附權(quán)利要求或其等效的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括第一基板，具有第一通信裝置；第二基板，具有固態(tài)成像裝置和第二通信裝置，以與該第一基板交換信號； 抖動校正部件，適于檢測外殼的抖動，并基于該檢測結(jié)果通過在與光徑垂直的平面上 移動該第一基板來校正該抖動；和毫米波信號傳輸線，允許所述第一和第二通信裝置之間的毫米波段中的信息的傳送，其中要在所述第一和第二通信裝置之間傳送的信號在經(jīng)由該毫米波信號傳輸線傳送之前， 被首先變換為毫米波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中該毫米波信號傳輸線被構(gòu)造為在捕捉該傳輸線中的毫米波信號的同時傳送該信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的成像裝置，其中該毫米波信號傳輸線是由能夠進行毫米波信號傳送的介電材料制成的電介質(zhì)傳輸線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的成像裝置，其中在介電材料周圍提供屏蔽材料，以抑制毫米波信號的外部輻射。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的成像裝置，其中該毫米波信號傳輸線是空心波導(dǎo)，在該空心波導(dǎo)中，該傳輸線由空心屏蔽材料制成并 圍繞，該空心屏蔽材料適于抑制該毫米波信號的外部輻射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中該第一基板具有圖像處理部件，適于處理由在該第二基板上安裝的該固態(tài)成像裝置所 獲得的成像信號，和該固態(tài)成像裝置所獲得的成像信號在經(jīng)由該毫米波信號傳輸線傳送之前，被首先變換 為毫米波信號作為要在所述第一和第二通信裝置之間傳送的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中該第一基板具有控制信號生成部件，適于生成用于控制在該第二基板上安裝的該固態(tài) 成像裝置的信號，和所述用于控制該固態(tài)成像裝置的信號中的每一個在經(jīng)由該毫米波信號傳輸線傳送之 前，被首先變換為毫米波信號，作為要在所述第一和第二通信裝置之間傳送的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中該第一基板具有電源部件，適于通過無線供應(yīng)要由該第二基板消耗的功率，和 該第二基板具有功率接收部件，適于通過無線從該第一基板接收功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的成像裝置，其中通過利用磁場中的諧振，從該電源部件向該功率接收部件傳送功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置中的每一個具有切換部件，適于按照時間劃分方式在傳送和 接收定時之間進行切換，和所述第一和第二通信裝置通過使用單一毫米波信號傳輸線來執(zhí)行半雙工雙向傳送。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置使用不同頻率的毫米波信號用于傳送和接收，從而通過使用單一毫米波信號傳輸線來執(zhí)行全雙工雙向傳送。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一個的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置使用相同頻率的毫米波信號用于傳送和接收，并使用不同毫 米波信號傳輸線用于傳送和接收，從而執(zhí)行全雙工雙向傳送。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置中的每一個在其充當傳送方的部分中具有多路復(fù)用處理部 件，適于通過時分復(fù)用將要傳送的多個信號組合為單一信號，以及所述第一和第二通信裝置中的每一個在其充當接收方的部分中具有解多路復(fù)用處理 部件，適于將經(jīng)由毫米波信號傳輸線接收的單一毫米波信號劃分回為不同毫米波信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置中的每一個在其充當傳送方的部分中具有多路復(fù)用處理部 件，適于將要傳送的多個信號變換為不同頻率的毫米波信號，用于經(jīng)由該單一毫米波信號 傳輸線傳送，以及所述第一和第二通信裝置中的每一個在其充當接收方的部分中具有解多路復(fù)用處理 部件，適于將經(jīng)由毫米波信號傳輸線接收的單一毫米波信號劃分回為不同毫米波信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的成像裝置，其中所述第一和第二通信裝置對于要傳送的多個信號使用相同頻率的毫米波信號，并使用 不同毫米波信號傳輸線來傳送所述多個信號。
全文摘要
這里公開了一種成像裝置，包括第一基板，具有第一通信裝置；第二基板，具有固態(tài)成像裝置和第二通信裝置，以與該第一基板交換信號；抖動校正部件，適于檢測外殼的抖動，并基于該檢測結(jié)果通過在與光徑垂直的平面上移動該第一基板來校正該抖動；和毫米波信號傳輸線，允許所述第一和第二通信裝置之間的毫米波段中的信息的傳送，其中要在所述第一和第二通信裝置之間傳送的信號在經(jīng)由該毫米波信號傳輸線傳送之前，被首先變換為毫米波信號。
文檔編號H04N5/225GK101998037SQ20101024910
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者三保田憲人, 上野克彥, 安原竜一, 河村拓史, 真田洋太郎 申請人:索尼公司