JP2003230135A - 光送受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイビジョン映像信号を送受信することがで
きる光送受信システムを提供する。 【解決手段】 特殊符号エンコード回路１０８は、映像
信号に付加する第１の特殊符号と同期信号を置換する第
２の特殊符号を生成する。マルチプレクス回路１０９
は、映像信号と第１，第２の特殊符号をマルチプレクス
する。符号変換用エンコード回路１１０は、８Ｂ／１０
Ｂ符号化する。パラレル・シリアル変換回路１１１は、
パラレルデータをシリアルデータ（ビットストリーム信
号）に変換する。発光回路１１４と発光素子１１５はビ
ットストリーム信号を光信号として送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号や音声信
号等の情報を光によって送受信する光送受信システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ等の映像発生装置
によって発生させた映像信号を、テレビジョン受像機等
の映像表示装置に供給するに際し、電機信号を伝送する
ケーブルではなく、光による無線伝送を用いることが提
案されている。この種の技術は、一例として、特公平８
−２１９０１号公報（特許文献１）に記載されている。

【０００３】

【特許文献１】特公平８−２１９０１号公報

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光送受信システ
ムは、ハイビジョン映像信号のような大容量信号を送受
信することが困難であるという問題点があった。また、
従来の光送受信装置においては、フォーマットの異なる
複数の映像信号をどのように送信すべきかということが
考慮されていなかった。よって、映像表示装置で表示で
きない映像信号を送受信することができなかったり、映
像表示装置の表示能力を最大限に発揮できないという問
題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、本発明の目的は、ハイビジョン映像信号を
送受信することができる光送受信システムを提供するこ
とである。本発明の他の目的は、映像表示装置で本来表
示できない映像信号であっても送受信して表示させるこ
とができ、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮する
ことができる光送受信システムを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、以下の構成を提供する。 （ａ）少なくとも映像信号とこの映像信号の同期信号と
を含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換し
て送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる
電気信号に変換する光送受信システムに用いられる光送
信装置において、前記映像信号及び前記同期信号それぞ
れの位置を示す識別符号であり、前記映像信号に付加す
る第１の識別符号と、前記同期信号を置換する第２の識
別符号を生成する第１のエンコード手段（１０８）と、
前記映像信号と前記第１及び第２の識別符号とをマルチ
プレクスして第１のビット数を有する第１のデータ列と
して出力するマルチプレクス手段（１０９）と、前記マ
ルチプレクス手段の出力を前記第１のビット数よりもビ
ット数の大きい第２のビット数を有する第２のデータ列
に変換する第２のエンコード手段（１１０）と、前記第
２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビット
ストリーム変換手段（１１１）と、前記ビットストリー
ム信号を光信号として送信する発光手段（１１４，１１
５）とを備えて構成したことを特徴とする光送信装置。 （ｂ）少なくとも映像信号とこの映像信号の同期信号と
を含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換し
て送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる
電気信号に変換する光送受信システムに用いられる光送
信装置において、前記映像信号及び前記同期信号それぞ
れの位置を示す識別符号であり、前記映像信号に付加す
る第１の識別符号と、前記同期信号に付加する第２の識
別符号を生成する第１のエンコード手段（１０８）と、
前記映像信号及び前記同期信号と前記第１及び第２の識
別符号とをマルチプレクスして第１のビット数を有する
第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段（１
０９）と、前記マルチプレクス手段の出力を前記第１の
ビット数よりもビット数の大きい第２のビット数を有す
る第２のデータ列に変換する第２のエンコード手段（１
１０）と、前記第２のデータ列をビットストリーム信号
に変換するビットストリーム変換手段（１１１）と、前
記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手
段（１１４，１１５）とを備えて構成したことを特徴と
する光送信装置。 （ｃ）少なくとも映像信号とこの映像信号の同期信号と
を含むデジタル信号よりなる電気信号を、前記映像信号
と、前記映像信号に付加する第１の識別符号と、前記同
期信号を置換する第２の識別符号とを含む光信号に変換
して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりな
る電気信号に変換する光送受信システムに用いられる光
受信装置において、前記光信号を受光して、電気的なビ
ットストリーム信号に変換する受光手段（２０１，２０
２）と、前記ビットストリーム信号を、第１のビット数
を有する第１のデータ列に変換する変換手段（２０５）
と、前記変換手段の出力を前記第１のビット数よりもビ
ット数の小さい第２のビット数を有する第２のデータ列
に変換する第１のデコード手段（２０６）と、前記第２
のデータ列に含まれる前記第１の識別符号を基にして前
記映像信号を分離すると共に、前記第２の識別符号を基
にして前記同期信号を生成する第２のデコード手段（２
０７）とを備えて構成したことを特徴とする光受信装
置。 （ｄ）少なくとも映像信号とこの映像信号の同期信号と
を含むデジタル信号よりなる電気信号を、前記映像信号
と、前記映像信号及び前記同期信号それぞれに付加する
第１及び第２の識別符号とを含む光信号に変換して送信
し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信
号に変換する光送受信システムに用いられる光受信装置
において、前記光信号を受光して、電気的なビットスト
リーム信号に変換する受光手段（２０１，２０２）と、
前記ビットストリーム信号を、第１のビット数を有する
第１のデータ列に変換する変換手段（２０５）と、前記
変換手段の出力を前記第１のビット数よりもビット数の
小さい第２のビット数を有する第２のデータ列に変換す
る第１のデコード手段（２０６）と、前記第２のデータ
列に含まれる前記第１及び第２の識別符号を基にして前
記映像信号と前記同期信号とをそれぞれ分離する第２の
デコード手段（２０７）とを備えて構成したことを特徴
とする光受信装置。 （ｅ）少なくとも映像信号とこの映像信号の同期信号と
を含むデジタル信号よりなる電気信号を光送信装置によ
って光信号に変換して送信し、光受信装置によって前記
光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換
する光送受信システムに用いられる光中継装置におい
て、前記光信号を受光して、映像信号と同期信号とを含
む電気的な第１のビットストリーム信号として出力する
受光手段（３０１，３０２）と、前記ビットストリーム
信号を第１のパラレルデータに変換するシリアル・パラ
レル変換手段（３０５）と、前記パラレルデータを所定
のクロックによってサンプリングし直してタイミング調
整するタイミング調整手段（３０７）と、前記タイミン
グ調整手段より出力された第２のパラレルデータをシリ
アルデータに変換し、電気的な第２のビットストリーム
信号として出力するパラレル・シリアル変換手段（３１
２）と、前記第２のビットストリーム信号を光信号とし
て送信する発光手段（３１３，３１４）とを備えて構成
したことを特徴とする光中継装置。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光送受信システム
について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明
の光送受信システムで用いる光送信装置の一実施形態を
示すブロック図、図２は図１の部分詳細ブロック図、図
３は本発明の光送受信システムで用いる光受信装置の一
実施形態を示すブロック図、図４は図３の部分詳細ブロ
ック図、図５は本発明の光送受信システムで用いる光中
継装置の一実施形態を示すブロック図、図６は本発明の
光送受信システムで用いる特殊符号の使用例を示す図、
図７は本発明の光送受信システムにおけるデータのマル
チプレクスの例を示す図、図８は本発明の光送受信シス
テムの概略構成例を示す斜視図である。

【０００８】まず、本発明の光送受信システムの概略構
成例について説明する。図８（Ａ）において、ビデオテ
ープレコーダ等の映像発生装置１には、光送信装置１０
０が装着されている。なお、光送信装置１００は、映像
発生装置１と同体であっても別体であってもよい。映像
発生装置１は、映像信号だけでなく、音声信号も発生す
る。以下の説明では、簡略化のため、映像信号及び音声
信号を単に映像信号ということがある。映像発生装置１
が発生した映像信号は、光送信装置１００によって光信
号に変換されて送信される。

【０００９】テレビジョン受像機等の映像表示装置２に
は、光受信装置２００が装着されている。ここでは、映
像表示装置２として、プラズマディスプレイパネル表示
装置（ＰＤＰ）を用いた場合を示している。なお、光受
信装置２００は、映像表示装置２と同体であっても別体
であってもよい。光受信装置２００は、光送信装置１０
０が送信した光信号を受信する。光送信装置１００が受
信した光信号は映像表示装置２で表示可能な映像信号に
変換されて、映像表示装置２に供給される。

【００１０】図８（Ｂ）は、光送信装置１００と光受信
装置２００との間に、光中継装置３００を設けた構成を
示している。光送信装置１００が送信した光信号は、一
旦、光中継装置３００によって受信され、光中継装置３
００が光信号を光受信装置２００へと送信する。

【００１１】次に、光送信装置１００、光受信装置２０
０、光中継装置３００それぞれの実施形態について詳細
に説明する。図１は光送信装置１００の実施形態を示し
ている。図１において、電気的なアナログ映像信号はＡ
／Ｄ変換回路１０１に入力されてデジタル映像信号に変
換される。水平及び垂直同期信号はＰＬＬ回路１０２に
入力され、ＰＬＬ回路１０２はＡ／Ｄ変換回路１０１が
アナログ映像信号をサンプリングするのに必要なサンプ
リングクロックを生成して、Ａ／Ｄ変換回路１０１に供
給する。このサンプリングクロックをクロックＡとす
る。以下、水平及び垂直同期信号を単に同期信号と称す
ることがある。

【００１２】電気的なアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換
回路１０３に入力されてデジタル音声信号に変換され
る。クロック発生器１０４はアナログ音声信号をサンプ
リングするのに必要なサンプリングクロックを発生し
て、Ａ／Ｄ変換回路１０３に供給する。

【００１３】本実施形態では、入力信号をアナログ信号
としているので、Ａ／Ｄ変換回路１０１，１０３が必要
であるが、入力信号がデジタル信号であれば、Ａ／Ｄ変
換回路１０１，１０３は必要ない。また、図１の構成
で、入力信号をデジタル信号とする場合には、デジタル
映像信号を後述するフォーマット変換回路（画素密度変
換回路）１０７に直接入力し、デジタル音声信号を後述
する音声信号タイミング調整回路１０６に直接入力すれ
ばよい。

【００１４】ところで、ハイビジョン映像信号は、全走
査線数１１２５本、６０フィールド／秒のインタレース
（１１２５Ｉ）または全走査線数７５０本、６０フレー
ム／秒のプログレッシブ（７５０Ｐ）である。ハイビジ
ョン映像信号を、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比
４：２：２の１６ビットのデータとしたとき、このハイ
ビジョン映像信号をデジタル信号として伝送するには、
全走査線期間で１．１８８Gbps、有効映像期間で１．０
Gbps弱必要である。本実施形態では、データ伝送速度を
１．０Gbpsとする。

【００１５】デジタル映像信号及び同期信号は、フォー
マット変換回路１０７に入力される。クロック発生器１
０５は、クロックＡの周波数とは異なる周波数を有する
クロックＢをフォーマット変換回路１０７と音声信号タ
イミング調整回路１０６とクロック逓倍回路１１２に供
給する。フォーマット変換回路１０７は、クロックＡの
レート（周波数）を有するデジタル映像信号が、クロッ
クＢのレートを有するデジタル映像信号となるよう、映
像のサイズ（ライン数及び画素数）と水平及び垂直同期
周波数を変換する。フォーマット変換回路１０７によっ
てフォーマット変換された後、後述する発光素子１１５
までの映像信号の処理に係る各回路は、クロックＢまた
はクロックＢを逓倍したクロックにて動作する。

【００１６】フォーマット変換回路１０７は、映像信号
を、映像表示装置２で表示でき、かつ、映像表示装置２
の表示能力を最大限に発揮することができるフォーマッ
トに変換するためのものである。即ち、アナログ入力信
号が映像表示装置２で表示できないライン数や画素数を
有するものであれば、ライン数や画素数を間引き、アナ
ログ入力信号が映像表示装置２の最大表示能力に満たな
い信号であれば、ライン数や画素数を増大させる。フォ
ーマット変換回路１０７を備えた本実施形態の光送信装
置１００は、映像表示装置２がＰＤＰのように固定の表
示ライン数及び画素数を有する場合に特に有効となる。

【００１７】フォーマット変換回路１０７における映像
のサイズ変換は、入力された映像信号のフォーマットが
複数ある場合には、それぞれのフォーマットに応じたも
のとなる。このとき、本発明の光送受信システムと組み
合わせて用いる映像表示装置２の表示能力が予め定めら
れている場合には、フォーマット変換回路１０７は、１
つのフォーマットに変換すればよい。本発明の光送受信
システムを種々の表示能力を有する映像表示装置２と組
み合わせて用いる場合には、それぞれの映像表示装置２
の表示能力に合わせたフォーマット変換が必要となる。
ユーザが、フォーマット変換回路１０７におけるフォー
マット変換を切り換えるよう構成することもできる。

【００１８】Ａ／Ｄ変換回路１０３より出力されたデジ
タル音声信号と、ＰＬＬ回路１０２より出力されたクロ
ックと、クロック発生器１０４，１０５より出力された
クロックと、フォーマット変換回路１０７より出力され
た同期信号は、音声信号タイミング調整回路１０６に入
力される。音声信号タイミング調整回路１０６は、入力
された音声信号をバッファリングして、音声信号がフォ
ーマット変換回路１０７より出力された映像信号のブラ
ンキング期間に位置するよう、タイミングを調整して、
マルチプレクス回路１０９に供給する。これに併せて、
音声信号タイミング調整回路１０６は、音声信号の位置
を示す音声信号区間信号を生成して、特殊符号エンコー
ド回路１０８に供給する。

【００１９】フォーマット変換回路１０７によってフォ
ーマット変換された映像信号及び同期信号の内、映像信
号はマルチプレクス回路１０９に入力され、同期信号は
特殊符号エンコード回路１０８に入力される。特殊符号
エンコード回路１０８には、制御部であるマイクロコン
ピュータ（以下、マイコン）１１６が発生する制御信号
がどの区間に位置しているかを示す制御信号区間信号も
入力される。特殊符号エンコード回路１０８は、入力さ
れた同期信号と音声信号区間信号や制御信号区間信号を
基にして特殊符号等の各種の信号を生成して、マルチプ
レクス回路１０９に供給する。

【００２０】特殊符号とは、映像信号と音声信号と制御
信号と同期信号とを互いに区別するためと、それらの各
信号の位置を識別するための識別符号である。特殊符号
は、マルチプレクス回路１０９によって、映像信号と音
声信号と制御信号と同期信号それぞれのデータの位置に
対応させて発生させる。特殊符号エンコード回路１０８
の具体的構成及び特殊符号の詳細については、図２を用
いて後述する。

【００２１】クロック逓倍回路１１２は、入力されたク
ロックＢを逓倍して、クロックＢの周波数のｎ倍（ｎは
１以上の有理数）のクロックＢ×ｎを生成する。このク
ロックＢ×ｎは、マルチプレクス回路１０９とクロック
逓倍回路１１３に入力される。マルチプレクス回路１０
９は、少なくとも映像信号と音声信号と制御信号の実デ
ータと特殊符号とをマルチプレクスして、互いに同じパ
ラレルデータラインに重畳し、例えば８ビットのパラレ
ルデータとして出力する。後述するように、映像信号と
音声信号と制御信号の実データと同期信号と特殊符号と
をマルチプレクスするように構成することもできる。

【００２２】一例として、マルチプレクス回路１０９へ
の映像信号が、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比４：
２：２の１６ビットのデータとすると、この１６ビット
のパラレルデータを８ビットのデータラインに時分割重
畳するには、ｎは２、即ち、クロックＢの周波数の２倍
のクロックが必要となる。クロックＢ×ｎにおけるｎ
は、原理的には、上記のように、１以上の有理数である
が、整数であることが好ましい。

【００２３】マルチプレクス回路１０９より出力された
パラレルデータは、符号変換用エンコード回路１１０に
入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、パラ
レルデータの周波数成分（一定時間内における０と１の
出現頻度）を均一にするため、及び、特殊符号エンコー
ド回路１０８における特殊符号のビット割り当て分を確
保するため、例えば１０ビットに符号変換するようエン
コードする。

【００２４】符号変換用エンコード回路１１０の出力
は、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力される。
クロック逓倍回路１１３は、入力されたクロックＢ×ｎ
を逓倍して、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍（ｍはパラ
レル・シリアル変換回路１１１の入力信号のビット数以
上の整数）のクロックｍ×Ｂ×ｎを生成する。上記の例
では、符号変換用エンコード回路１１０の出力が１０ビ
ットであるので、ｍは１０である。このクロックｍ×Ｂ
×ｎは、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力され
る。パラレル・シリアル変換回路１１１は、クロックｍ
×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路１１０の
出力をシリアルデータに変換し、ビットストリーム信号
として発光回路１１４に入力する。

【００２５】発光回路１１４は、入力されたビットスト
リーム信号の電圧レベルを、発光素子１１５の駆動電圧
レベルに変換して、発光素子１１５に供給する。発光素
子１１５としては、好ましい実施形態として、半導体レ
ーザを用いる。発光素子１１５は、ビットストリーム信
号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させ
て、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信す
る。発光素子１１５として半導体レーザを用いることに
より、デジタルハイビジョン映像信号等の大容量信号
（ギガbpsクラス）を送信することができる。

【００２６】なお、映像信号や音声信号を暗号化した
り、スクランブルや圧縮を施したい場合には、Ａ／Ｄ変
換回路１０１とパラレル・シリアル変換回路１１１との
間に、暗号化回路やスクランブル回路または圧縮回路を
挿入すればよい。発光素子１１５として半導体レーザを
用いた場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないも
のを用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保
するため、発光素子１１５の後段に光を拡散させるため
の拡散レンズを設けてもよい。

【００２７】ここで、図２を用いて、特殊符号エンコー
ド回路１０８〜符号変換用エンコード回路１１０の具体
的構成例について詳細に説明する。図２において、特殊
符号エンコード回路１０８には、水平及び垂直同期信号
と音声信号区間信号と制御信号区間信号が入力される。
マルチプレクス回路１０９には、映像信号と音声信号と
制御信号が入力される。映像信号は上記のように１６ビ
ット、音声信号と制御信号は、一例として８ビットであ
る。

【００２８】マイコン１１６が発生する制御信号とは、
映像表示装置２における映像表示特性（色温度等）を調
整するための制御信号や、映像表示装置２がスピーカを
装着している場合には、スピーカの音量調整のための制
御信号である。光受信装置２００に対して制御信号を供
給する必要がない場合には、制御信号は不要である。

【００２９】図２に示すように、特殊符号エンコード回
路１０８は、タイミング判別回路1081と、特殊符号発生
回路1082と、エンコードテーブル保持部1083とを備え
る。タイミング判別回路1081は、入力された同期信号と
音声信号区間信号と制御信号区間信号とを基にして、水
平同期信号，垂直同期信号，映像信号，音声信号，制御
信号がそれぞれどの区間に位置しているかを示す区間判
別信号（４ビット）を生成する。この区間判別信号は、
特殊符号発生回路1082とマルチプレクス回路１０９に入
力される。

【００３０】また、タイミング判別回路1081は、入力さ
れた同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号と
を基にして、特殊符号の位置を示すための特殊符号判別
信号（少なくとも１ビット）を生成し、符号変換用エン
コード回路１１０に供給する。なお、特殊符号エンコー
ド回路１０８から符号変換用エンコード回路１１０に供
給する特殊符号判別信号の信号線は、図１では簡略化の
ため省略されている。

【００３１】特殊符号発生回路1082は、エンコードテー
ブル保持部1083に保持されたエンコードテーブルに基づ
いて、特殊符号を発生する。エンコードテーブル保持部
1083は、一例として、ＲＯＭよりなる。図６は、エンコ
ードテーブル保持部1083が保持するエンコードテーブル
の一例である。図６において、水平同期信号の欄は、水
平同期信号の有（１），無（０）を、垂直同期信号の欄
は、垂直同期信号の有（１），無（０）を、実データの
欄は、実データの有（１），無（０）を示している。実
データとは、水平同期信号及び垂直同期信号以外のデー
タであり、本実施形態では、映像信号と音声信号と制御
信号である。

【００３２】水平同期信号と垂直同期信号と実データと
における１と０との組み合わせにより、それぞれ、識別
内容の欄で示す意味合いを割り当てている。識別内容の
欄におけるその他データ開始点及びその他データ終了点
は、本実施形態では使用していない。そして、それぞれ
の識別内容に対して、Ａ〜Ｌの特殊符号を割り当ててい
る。なお、特殊符号Ａ〜Ｌとは便宜上の符号であり、実
際には例えば８ビットのデータよりなる。

【００３３】ところで、本実施形態では、光送受信シス
テムをIEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構
成している。IEEE802.3z標準規格では、符号変換用エン
コード回路１１０として、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路を用
いる。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路では、１２個の特殊符号
が定義されている。本実施形態では、IEEE802.3z標準規
格の８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている１２個の
特殊符号を、図６に示す特殊符号Ａ〜Ｌとして割り当て
ている。本実施形態で識別符号を特殊符号と称している
のは、IEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構
成しているからである。

【００３４】図２に戻り、マルチプレクス回路１０９
は、入力された映像信号と音声信号と制御信号と特殊符
号とをマルチプレクスして出力する。上記のように、マ
ルチプレクス回路１０９に１６ビットで入力された映像
信号は、８ビットに変換して出力される。

【００３５】マルチプレクス回路１０９におけるマルチ
プレクスについて、図７を用いて詳述する。図７におい
て、（Ａ）は垂直同期信号、（Ｂ）は水平同期信号、
（Ｃ）は実データ、（Ｄ）はマルチプレクス回路１０９
より出力されるマルチプレクス信号である。図７（Ｃ）
に示す実データにおいて、は制御信号、，は映像
信号、は音声信号である。

【００３６】図７（Ｄ）に示すように、マルチプレクス
回路１０９は、実データが存在しない区間では、特殊符
号発生回路1082により水平及び垂直同期信号の有無に応
じて発生された特殊符号Ａ〜Ｄを順次配置する。また、
制御信号と映像信号，と音声信号それぞれの前
後には、特殊符号Ｅ〜Ｊを配置する。制御信号と映像
信号，と音声信号で示す実データの部分は、記号
＊にて示している。このように、マルチプレクス回路１
０９からは、実データと特殊符号Ａ〜Ｊがマルチプレク
スされて出力される。

【００３７】マルチプレクス回路１０９より出力された
マルチプレクス信号は、符号変換用エンコード回路１１
０に入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、
上記のように、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081にて構成さ
れる。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081は、入力された８ビ
ットのマルチプレクス信号を１０ビットに変換して出力
する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081は、入力
された特殊符号判別信号に基づいて、実データ部分と特
殊符号部分とを互いに判別できるような形式で１０ビッ
トに符号化する。

【００３８】８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081より出力され
るデータの伝送速度は、１．２５Gbpsとなり、８Ｂ／１
０Ｂ符号化回路1081の出力は後段のパラレル・シリアル
変換回路１１１へと供給される。そして、図１にて説明
したように、ビットストリーム信号が光信号に変換され
て送信される。

【００３９】以上説明した本実施形態では、好ましい実
施形態として、図７より分かるように、実データが存在
しない区間（即ち、水平及び垂直同期信号が存在する区
間及び水平及び垂直同期信号も存在しない区間）を特殊
符号Ａ〜Ｄで置換し、映像信号と音声信号と制御信号の
それぞれの実データに対しては、実データの前後に特殊
符号Ｅ〜Ｊを付加するようにしている。実データの前の
みに特殊符号を付すよう簡略化してもよい。

【００４０】他の実施形態として、水平及び垂直同期信
号それぞれに対しても、水平及び垂直同期信号の位置を
識別することができるよう、水平及び垂直同期信号の前
（好ましくは前後）に特殊符号を付加するよう構成して
もよい。この場合には、水平及び垂直同期信号を特殊符
号エンコード回路１０８及びマルチプレクス回路１０９
に入力する。そして、特殊符号エンコード回路１０８で
実データ及び同期信号に付加する特殊符号を生成し、マ
ルチプレクス回路１０９によって、実データ及び同期信
号とそれぞれの特殊符号をマルチプレクスする。なお、
このように構成する場合、水平及び垂直同期信号をそれ
ぞれ８ビットのデータに変換する。

【００４１】次に、図３を用いて、光受信装置２００の
具体的構成について説明する。図３において、光送信装
置１００より送信された光信号、または、光中継装置３
００により中継された光信号は、集光レンズ２０１によ
って集光され、フォトダイオード等の受光素子２０２に
入力される。受光素子２０２は、光信号（光パルス）を
電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路２０３に
入力する。受光回路２０３は、入力された電気信号に対
して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復元
する。

【００４２】このビットストリーム信号は、クロック再
生・分周回路２０４及びシリアル・パラレル変換回路２
０５に入力される。クロック再生・分周回路２０４は、
入力されたビットストリーム信号を基にして、クロック
ｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ
×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換
回路２０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路
２０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用
いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ
列に変換する。このパラレルデータ列は、符号変換用デ
コード回路２０６に入力される。

【００４３】符号変換用デコード回路２０６は、１０ビ
ットの信号を元の８ビットに符号変換するようデコード
する。符号変換用デコード回路２０６の出力は、特殊符
号デコード回路２０７に入力される。特殊符号デコード
回路２０７は、上述した特殊符号Ａ〜Ｊをデコードする
ものである。特殊符号デコード回路２０７によって、実
データと区間判別信号と同期信号が生成される。実デー
タと区間判別信号はデマルチプレクス回路２０８に入力
される。

【００４４】特殊符号デコード回路２０７より出力され
た同期信号は、ここでは簡略化のため図示を省略してい
るが、デマルチプレクス回路２０８より出力される映像
信号のレートに合わせるため、レート変換回路によって
レートを変換する必要がある。レート変換回路はＤフリ
ップフロップによって構成することができる。レート変
換された同期信号は、映像・音声タイミング調整回路２
０９に入力されると共に、図示していない映像表示のた
めの後段の回路へと供給される。特殊符号デコード回路
２０７の具体的構成及び動作の詳細は、図４を用いて後
述する。

【００４５】クロック再生・分周回路２０４より出力さ
れたクロックＢ×ｎはクロック分周回路２１１に入力さ
れる。クロック分周回路２１１は、クロックＢ×ｎを分
周してクロックＢを生成する。このクロックＢは、デマ
ルチプレクス回路２０８とＤ／Ａ変換回路２１０に入力
される。デマルチプレクス回路２０８は、クロックＢを
用いて、特殊符号デコード回路２０７の出力をデマルチ
プレクスし、映像信号と音声信号と制御信号とを分離す
る。

【００４６】デマルチプレクス回路２０８より出力され
た映像信号と音声信号は、映像・音声タイミング調整回
路２０９に入力される。デマルチプレクス回路２０８よ
り出力された制御信号は、制御部であるマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコン）２１４に入力される。マイコ
ン２１４は、入力された制御信号を基にして、映像表示
装置２の各部を制御する。なお、図１の光送信装置１０
０が有するマイコン１１６はマスタマイコンとして動作
し、図３の光受信装置２００が有するマイコン２１４は
スレーブマイコンとして動作する。

【００４７】映像・音声タイミング調整回路２０９に
は、クロック発生器２１２より音声信号用のクロックが
入力される。映像・音声タイミング調整回路２０９は、
映像信号のブランキング期間に位置した音声信号を元に
戻すよう、映像信号と音声信号とのタイミングを調整し
て、元の映像信号と音声信号とを復元して出力する。映
像・音声タイミング調整回路２０９より出力されたデジ
タル映像信号はＤ／Ａ変換回路２１０に入力され、デジ
タル音声信号はＤ／Ａ変換回路２１３に入力される。

【００４８】Ｄ／Ａ変換回路２１０は、クロック分周回
路２１１から入力されたクロックを用いて、デジタル映
像信号を電気的なアナログ映像信号に変換して出力す
る。このアナログ映像信号は、映像表示装置２に供給さ
れて、映像が表示される。Ｄ／Ａ変換回路２１３は、ク
ロック発生器２１２から入力されたクロックを用いて、
デジタル音声信号を電気的なアナログ音声信号に変換し
て出力する。このアナログ音声信号は、図示していない
スピーカへと供給され、音声として出力される。

【００４９】ここで、図４を用いて、符号変換用デコー
ド回路２０６〜デマルチプレクス回路２０８の具体的構
成例について詳細に説明する。図４に示すように、符号
変換用デコード回路２０６は、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路
2061よりなる。図４において、シリアル・パラレル変換
回路２０５より出力された１０ビットの信号は、８Ｂ／
１０Ｂ復号化回路2061によって８ビットの信号に変換さ
れる。この８ビットの信号は、図７（Ｄ）に示すマルチ
プレクス信号に相当する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ復号
化回路2061は、特殊符号であるか実データであるかを識
別するための特殊符号判別信号（少なくとも１ビット）
を生成して出力する。

【００５０】８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061より出力され
た８ビットのマルチプレクス信号と特殊符号判別信号
は、特殊符号デコード回路２０７に入力される。特殊符
号デコード回路２０７は、特殊符号と非特殊符号（即
ち、実データ）とを分離する特殊／非特殊符号分離回路
2071と、特殊符号復元回路2072と、デコードテーブル保
持部2073を備える。特殊／非特殊符号分離回路2071は、
入力された特殊符号判別信号に基づいて特殊符号と実デ
ータ（非特殊符号）とを分離し、実データをデマルチプ
レクス回路２０８に供給すると共に、特殊符号を特殊符
号復元回路2072に供給する。

【００５１】デコードテーブル保持部2073には、図６で
説明したエンコードテーブルと同じ内容のデコードテー
ブルが保持されている。特殊符号復元回路2072は、デコ
ードテーブル保持部2073に保持されたデコードテーブル
に基づいて、特殊符号を復元する。なお、特殊符号復元
回路2072に特殊符号判別信号を入力しているのは、特殊
符号を復元する期間を特殊符号復元回路2072に知らしめ
るためである。

【００５２】特殊符号復元回路2072は、特殊符号を復元
することにより、映像信号，音声信号，制御信号がそれ
ぞれどの区間に位置しているかを示す区間判別信号（４
ビット）を生成して、デマルチプレクス回路２０８に供
給する。また、特殊符号復元回路2072は、復元した特殊
符号の内、特殊符号Ａ〜Ｃに基づいて、図７（Ａ），
（Ｂ）に示す水平及び垂直同期信号を生成する。

【００５３】デマルチプレクス回路２０８は，入力され
た実データ（非特殊符号）を、区間判別信号に基づいて
デマルチプレクスし、映像信号と音声信号と制御信号と
を互いに分離して出力する。デマルチプレクス回路２０
８に８ビットで入力された映像信号は、１６ビットに変
換して出力される。

【００５４】ところで、上述した光送信装置１００の他
の実施形態として説明したように、水平及び垂直同期信
号に特殊符号を付加する構成の場合には、光受信装置２
００の特殊符号デコード回路２０７とデマルチプレクス
回路２０８は次のように構成すればよい。特殊符号デコ
ード回路２０７は、非特殊符号として、実データと同期
信号をデマルチプレクス回路２０８に供給する。そし
て、デマルチプレクス回路２０８は、区間判別信号を基
にして、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号とを
互いに分離して出力する。

【００５５】次に、図５を用いて、光中継装置３００の
具体的構成について説明する。図５において、光送信装
置１００より送信された光信号は、集光レンズ３０１に
よって集光され、フォトダイオード等の受光素子３０２
に入力される。受光素子３０２は、光信号（光パルス）
を電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路３０３
に入力する。受光回路３０３は、入力された電気信号に
対して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復
元する。

【００５６】このビットストリーム信号は、クロック再
生・分周回路３０４及びシリアル・パラレル変換回路３
０５に入力される。クロック再生・分周回路３０４は、
入力されたビットストリーム信号を基にして、クロック
ｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ
×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換
回路３０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路
３０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用
いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ
列に変換する。

【００５７】シリアル・パラレル変換回路３０５より出
力されたパラレルデータ列は１０ビットであり、このパ
ラレルデータ列は符号変換用デコード回路３０６に入力
される。符号変換用デコード回路３０６は、１０ビット
の信号を８ビットに符号変換するようデコードする。符
号変換用デコード回路３０６より出力された８ビットの
パラレルデータ列は、タイミング調整回路３０７に入力
される。

【００５８】クロック再生・分周回路３０４より出力さ
れたクロックＢ×ｎは、スイッチ３０９の端子ａに入力
される。クロック発生器３０８は、受光回路３０３で生
成したビットストリーム信号を基にすることなく、クロ
ックＢ×ｎを発生して、スイッチ３０９の端子ｂに供給
する。スイッチ３０９は、端子ａまたはｂのいずれかに
接続して、クロック再生・分周回路３０４より出力され
たクロックＢ×ｎと、クロック発生器３０８より出力さ
れたクロックＢ×ｎとのいずれかをタイミング調整回路
３０７に供給する。

【００５９】クロック再生・分周回路３０４より出力さ
れたクロックＢ×ｎは、Ｓ／Ｎ比が悪化していたり、ジ
ッタ成分を多く含む場合がある。そこで、このような場
合には、スイッチ３０９によって端子ｂを選択して、
は、Ｓ／Ｎ比がよく、ジッタ成分を含まないクロック発
生器３０８より出力されたクロックＢ×ｎをタイミング
調整回路３０７に供給する。

【００６０】本実施形態では、好ましい実施形態とし
て、クロック発生器３０８より出力されたクロックをタ
イミング調整回路３０７に供給すると不都合が生じる場
合を想定して、スイッチ３０９を設けることによって、
受光回路３０３からのビットストリーム信号を基にして
生成したクロックをタイミング調整回路３０７に供給す
ることができるようにしている。スイッチ３０９は、手
動または自動的に切り換えるようにすればよい。

【００６１】タイミング調整回路３０７は、入力された
クロックＢ×ｎによって、符号変換用デコード回路３０
６からのパラレルデータ列をサンプリングし直すことに
より、タイミングを調整する。タイミング調整回路３０
７は、一例として、ＦＩＦＯメモリにより構成すること
ができる。タイミング調整回路３０７によりタイミング
調整された８ビットのパラレルデータ列は、符号変換用
エンコード回路３１０に入力される。符号変換用エンコ
ード回路３１０は、８ビットの信号を１０ビットに符号
変換するようエンコードする。

【００６２】符号変換用エンコード回路３１０より出力
された１０ビットのパラレルデータ列は、パラレル・シ
リアル変換回路３１２に入力される。スイッチ３０９よ
り出力されたクロックＢ×ｎは、クロック逓倍回路３１
１に入力されて逓倍される。クロック逓倍回路３１１
は、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍のクロックｍ×Ｂ×
ｎをパラレル・シリアル変換回路３１２に供給する。

【００６３】パラレル・シリアル変換回路３１２は、ク
ロックｍ×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路
３１０より出力されたパラレルデータ列をシリアルデー
タに変換し、ビットストリーム信号として発光回路３１
３に入力する。発光回路３１３は、入力されたビットス
トリーム信号の電圧レベルを、発光素子３１４の駆動電
圧レベルに変換して、発光素子３１４に供給する。発光
素子３１４としては、好ましい実施形態として、半導体
レーザを用いる。発光素子３１４は、ビットストリーム
信号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させ
て、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信す
る。

【００６４】発光素子３１４として半導体レーザを用い
た場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないものを
用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保する
ため、発光素子３１４の後段に光を拡散させるための拡
散レンズを設けてもよい。

【００６５】以上説明した光中継装置３００は、受光回
路３０３や発光回路３１３で信号を増幅するので、光送
信装置１００と光受信装置２００の間の伝送距離を延長
することができる。

【００６６】なお、光中継装置３００には、受光軸に対
して発光軸の角度を調整できる機構を設けることが望ま
しい。具体的には、集光レンズ３０１と受光素子３０２
の部分と、発光素子３１４との一方、より好ましくは双
方に、水平及び垂直方向の角度調整機能を設ける。これ
により、直進性の強い光信号をユーザの望む方向へ屈折
させることができる。なお、光信号を増幅する必要がな
く、光軸の屈折だけを目的とする場合は、受光回路３０
３の出力を発光回路３１３に直接供給する構成としても
よい。

【００６７】本発明は以上説明した本実施形態に限定さ
れるものではない。本実施形態では、映像信号と音声信
号と制御信号とを送受信する構成を示したが、映像信号
と音声信号と制御信号のいずれか１つの信号のみを送受
信する構成であってもよく、それらの内の任意の２つの
信号を送受信する構成であってもよい。また、好ましい
実施形態として、光送信装置１００と光受信装置２００
との間の送受信を無線としたが、光ファイバによる有線
とすることも可能である。

【００６８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
送受信システムにおける光送信装置、光受信装置、光中
継装置は、以上のように構成したので、ハイビジョン映
像信号のような大容量信号を高品質にを送受信すること
ができる。また、映像表示装置で本来表示できない映像
信号であっても送受信して表示させることができ、映像
表示装置の表示能力を最大限に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光送受信システムで用いる光送信装置
の一実施形態を示すブロック図である。

【図２】図１の部分詳細ブロック図である。

【図３】本発明の光送受信システムで用いる光受信装置
の一実施形態を示すブロック図である。

【図４】図３の部分詳細ブロック図である。

【図５】本発明の光送受信システムで用いる光中継装置
の一実施形態を示すブロック図である。

【図６】本発明の光送受信システムで用いる特殊符号の
使用例を示す図である。

【図７】本発明の光送受信システムにおけるデータのマ
ルチプレクスの例を示す図である。

【図８】本発明の光送受信システムの概略構成例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ 映像発生装置 ２ 映像表示装置 １００ 光送信装置 １０１，１０３ Ａ／Ｄ変換回路 １０２ ＰＬＬ回路 １０４，１０５，２１２，３０８ クロック発生器 １０６ 音声信号タイミング調整回路 １０７ フォーマット変換回路 １０８ 特殊符号エンコード回路 １０９ マルチプレクス回路 １１０ 符号変換用エンコード回路 １１１，３１２ パラレル・シリアル変換回路 １１２，１１３，３１１ クロック逓倍回路 １１４，３１３ 発光回路 １１５，３１４ 発光素子 １１６，２１４ マイクロコンピュータ ２００ 光受信装置 ２０１，３０１ 集光レンズ ２０２，３０２ 受光素子 ２０３，３０３ 受光回路 ２０４，３０４ クロック再生・分周回路 ２０５，３０５ シリアル・パラレル変換回路 ２０６，３０６ 符号変換用デコード回路 ２０７ 特殊符号デコード回路 ２０８ デマルチプレクス回路 ２０９ 映像・音声タイミング調整回路 ２１０，２１３ Ｄ／Ａ変換回路 ２１１ クロック分周回路 ３００ 光中継装置 ３０７ タイミング調整回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも映像信号とこの映像信号の同期
   信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に
   変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よ
   りなる電気信号に変換する光送受信システムに用いられ
   る光送信装置において、 前記映像信号及び前記同期信号それぞれの位置を示す識
   別符号であり、前記映像信号に付加する第１の識別符号
   と、前記同期信号を置換する第２の識別符号を生成する
   第１のエンコード手段と、 前記映像信号と前記第１及び第２の識別符号とをマルチ
   プレクスして第１のビット数を有する第１のデータ列と
   して出力するマルチプレクス手段と、 前記マルチプレクス手段の出力を前記第１のビット数よ
   りもビット数の大きい第２のビット数を有する第２のデ
   ータ列に変換する第２のエンコード手段と、 前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換する
   ビットストリーム変換手段と、 前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光
   手段とを備えて構成したことを特徴とする光送信装置。
2. 【請求項２】少なくとも映像信号とこの映像信号の同期
   信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に
   変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よ
   りなる電気信号に変換する光送受信システムに用いられ
   る光送信装置において、 前記映像信号及び前記同期信号それぞれの位置を示す識
   別符号であり、前記映像信号に付加する第１の識別符号
   と、前記同期信号に付加する第２の識別符号を生成する
   第１のエンコード手段と、 前記映像信号及び前記同期信号と前記第１及び第２の識
   別符号とをマルチプレクスして第１のビット数を有する
   第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段と、 前記マルチプレクス手段の出力を前記第１のビット数よ
   りもビット数の大きい第２のビット数を有する第２のデ
   ータ列に変換する第２のエンコード手段と、 前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換する
   ビットストリーム変換手段と、 前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光
   手段とを備えて構成したことを特徴とする光送信装置。
3. 【請求項３】前記第１のエンコード手段の前段に、前記
   映像信号をフォーマット変換するフォーマット変換手段
   を備えて構成したことを特徴とする請求項１または２に
   記載の光送信装置。
4. 【請求項４】前記光送受信システムはIEEE802.3z標準規
   格に準拠し、前記第２のエンコード手段は、８ビットで
   ある前記第１のデータ列を１０ビットである前記第２の
   データ列に符号化する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路であるこ
   とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光
   送信装置。
5. 【請求項５】少なくとも映像信号とこの映像信号の同期
   信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を、前記映
   像信号と、前記映像信号に付加する第１の識別符号と、
   前記同期信号を置換する第２の識別符号とを含む光信号
   に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号
   よりなる電気信号に変換する光送受信システムに用いら
   れる光受信装置において、 前記光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号
   に変換する受光手段と、 前記ビットストリーム信号を、第１のビット数を有する
   第１のデータ列に変換する変換手段と、 前記変換手段の出力を前記第１のビット数よりもビット
   数の小さい第２のビット数を有する第２のデータ列に変
   換する第１のデコード手段と、 前記第２のデータ列に含まれる前記第１の識別符号を基
   にして前記映像信号を分離すると共に、前記第２の識別
   符号を基にして前記同期信号を生成する第２のデコード
   手段とを備えて構成したことを特徴とする光受信装置。
6. 【請求項６】少なくとも映像信号とこの映像信号の同期
   信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を、前記映
   像信号と、前記映像信号及び前記同期信号それぞれに付
   加する第１及び第２の識別符号とを含む光信号に変換し
   て送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる
   電気信号に変換する光送受信システムに用いられる光受
   信装置において、 前記光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号
   に変換する受光手段と、 前記ビットストリーム信号を、第１のビット数を有する
   第１のデータ列に変換する変換手段と、 前記変換手段の出力を前記第１のビット数よりもビット
   数の小さい第２のビット数を有する第２のデータ列に変
   換する第１のデコード手段と、 前記第２のデータ列に含まれる前記第１及び第２の識別
   符号を基にして前記映像信号と前記同期信号とをそれぞ
   れ分離する第２のデコード手段とを備えて構成したこと
   を特徴とする光受信装置。
7. 【請求項７】前記光送受信システムはIEEE802.3z標準規
   格に準拠し、前記第１のデコード手段は、１０ビットで
   ある前記第１のデータ列を８ビットである前記第２のデ
   ータ列に復号化する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路であること
   を特徴とする請求項５または６に記載の光受信装置。
8. 【請求項８】少なくとも映像信号とこの映像信号の同期
   信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光送信装
   置によって光信号に変換して送信し、光受信装置によっ
   て前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号
   に変換する光送受信システムに用いられる光中継装置に
   おいて、 前記光信号を受光して、映像信号と同期信号とを含む電
   気的な第１のビットストリーム信号として出力する受光
   手段と、 前記ビットストリーム信号を第１のパラレルデータに変
   換するシリアル・パラレル変換手段と、 前記パラレルデータを所定のクロックによってサンプリ
   ングし直してタイミング調整するタイミング調整手段
   と、 前記タイミング調整手段より出力された第２のパラレル
   データをシリアルデータに変換し、電気的な第２のビッ
   トストリーム信号として出力するパラレル・シリアル変
   換手段と、 前記第２のビットストリーム信号を光信号として送信す
   る発光手段とを備えて構成したことを特徴とする光中継
   装置。
9. 【請求項９】前記タイミング調整手段の前段に、前記第
   １のパラレルデータのビット数を第１のビット数から前
   記第１のビット数よりもビット数の小さい第２のビット
   数へと変換するデコード手段を備えると共に、 前記タイミング調整手段の後段に、前記第２のパラレル
   データのビット数を前記第２のビット数から前記第１の
   ビット数へと変換するエンコード手段を備えて構成した
   ことを特徴とする請求項８記載の光中継装置。
10. 【請求項１０】前記所定のクロックを、前記第１のビッ
    トストリーム信号を基にすることなく発生するクロック
    発生手段を備え、 前記タイミング調整手段は、前記クロック発生手段が発
    生したクロックによって前記第１のパラレルデータをサ
    ンプリングし直すことを特徴とする請求項８または９に
    記載の光中継装置。