JP2006135768A - 通信方法、送信装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両に搭載されＤＶＤ等の記録媒体から読み取った画像信号を出力する画像信号出力装置と、画像信号出力装置から出力される画像信号に基づく画像を表示する画像表示装置との間を接続する伝送線の省線化及び細線化並びに省線化及び細線化に伴う軽量化及び利便性の向上を実現する通信方法、送信装置及び通信システムを提供する。
【解決手段】 画像信号出力装置１０に接続された送信装置２０にて、画像信号を構成する各色成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、シリアルデータの高周波成分の振幅を大きくし、高周波成分を大きくしたシリアルデータを送信する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、伝送線にて接続した送信装置及び受信装置を用い、送信装置から受信装置へ信号を送信する通信方法、該通信方法を適用した送信装置、並びに該送信装置を備える通信システムに関し、特に伝送線の省線化、細線化及び軽量化を実現する通信方法、送信装置及び通信システムに関する。

近年、車両に搭載されるナビゲーション装置、オーディオビジュアル装置等の各種車載装置が増加の一途を辿っており、これらの各種装置を伝送線で接続する様々な車載システムが提案され、また実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。

またオーディオビジュアル装置を伝送線で接続するネットワーク化は、車載装置を用いた車載システム以外にもホームネットワーク等の様々な分野の通信システムで発展している。

通信システムにて用いられるＤＶＤ（デジタル多目的ディスク）再生装置に代表されるオーディオビジュアル装置等の各種装置では、ＤＶＤ等の記録媒体から読み取った画像信号の伝送にＤＶＩ(Digital Visual Interface)、ＨＤＭＩ (High Definition Multimedia Interface) 等のデジタル信号接続規格に則したＳＴＰ (Shielded Twisted Pair cable) ケーブル等の金属製の伝送線を用いている。ＤＶＩ規格は、パーソナルコンピュータの画像信号の通信にも用いられる規格であり、Ｒ（Ｒｅｄ）成分の差動信号、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）成分の差動信号及びＢ（Ｂｌｕｅ）成分の差動信号からなる３対の差動信号、並びにクロック用の１対の差動信号という４対の差動信号を伝送する伝送線を要し、更に差動信号を伝送する夫々の伝送線に対しグランド線を要するため合計１２本分の配線を要することとなる。
特開２００２−１５２２４４号公報

しかしながら画像信号の通信に多数の伝送線を用いるため、車載システムに適用した場合には、車両重量の増加、敷設スペースの不足、コストの悪化等の問題が生じる。また多数の伝送線は、一本に纏めて敷設されるのであるが、多数の伝送線を１本に纏めるため、纏めた伝送線は太くなり、従って取り回し等の利便性に関する問題がある。

しかも伝送時に信号強度の減衰、特に表皮効果による高周波成分の信号強度の減衰が起こるため長距離の伝送は困難である。図１３は、差動より対線（差動ツイストペアケーブル）の損失特性を示すグラフである。図１３では、横軸に伝送する信号の周波数をとり、縦軸にケーブル損失をとって、その関係を伝送線の断面積別に示している。なお図１３中のグラフ内に示された曲線に付された数値は、伝送線の断面積を示している。図１３から明らかな様に、高周波成分程、減衰が大きく、また断面積が小さい程、減衰が大きくなる。このように伝送線が長い程、高周波成分の減衰が大きいという問題があり、また減衰を抑えるため断面積を大きくした場合、伝送線が更に太くなり取り回し等の問題が大きくなる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、画像信号を構成する各色成分信号を所定の順序で配列したシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータとして画像信号を送信することにより、伝送線の省線化及び軽量化を実現し、更にシリアルデータとして送信する信号波の高周波成分を大きくすることにより、伝送線の細線化及び軽量化を実現し、車両重量の増加の抑制、敷設スペースの不足の解消、コストの低減、及び利便性の向上を実現することが可能な通信方法、該通信方法を適用した送信装置、及び該送信装置を備える通信システムの提供を目的とする。

第１発明に係る通信方法は、信号波を伝送する伝送線にて接続した送信装置及び受信装置を用い、前記送信装置は、パラレルデータとして入力される複数の信号を、伝送線を介して前記受信装置へ送信する通信方法において、前記送信装置は、パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列してシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくし、高周波成分の振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを前記受信装置へ送信し、該受信装置は、受信したシリアルデータを複数の信号に変換し、変換した複数の信号をパラレルデータとして出力することを特徴とする。

本発明に係る通信方法では、画像信号を構成する各色成分信号等のパラレルデータとして入力される複数の信号を、所定の順序で配列したシリアルデータとして送信することにより、複数の信号を一本の伝送線で伝送することができるので、伝送線の省線化及び省線化に伴う軽量化を実現する。しかもシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくすることにより、通信中の減衰が大きい高周波成分を補償し、伝送線の距離の延長を可能とするとともに、伝送線の細線化及び細線化に伴う軽量化を実現する。このため、車載システムに適用した場合には、車両重量の増加の抑制、敷設スペースの不足の解消、及びコストの低減を実現することが可能である。しかも伝送線が細線化するため取り回しが容易で利便性を向上させ、また通信中の減衰を補償しているので通信距離を延長することが可能である。

第２発明に係る送信装置は、パラレルデータとして入力される複数の信号を、信号波を伝送する伝送線を介して送信する送信装置において、パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列してシリアルデータを生成するシリアルデータ生成手段と、生成したシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくする手段と、高周波成分の振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを送信する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る送信装置では、パラレルデータとして入力される複数の信号を、所定の順序で配列したシリアルデータとして送信することにより、複数の信号を一本の伝送線で伝送することができるので、伝送線の省線化及び省線化に伴う軽量化を実現する。しかもシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくすることにより、通信中の減衰が大きい高周波成分を補償し、伝送線の距離の延長を可能とするとともに、伝送線の細線化及び細線化に伴う軽量化を実現する。このように伝送線が軽量化し、細線化するため取り回しが容易となるので、配線時の作業容易性等の利便性を向上させ、また通信中の減衰を補償しているので通信距離を延長することが可能である。

第３発明に係る送信装置は、パラレルデータとして入力される複数の信号を、信号波を伝送する伝送線を介して送信する送信装置において、パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列して２値のシリアルデータを生成するシリアルデータ生成手段と、生成した２値のシリアルデータに基づく信号波に対し、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所の振幅を大きくする強調手段と、振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを送信する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る送信装置では、パラレルデータとして入力される複数の信号を、所定の順序で配列した２値のシリアルデータとして送信することにより、複数の信号を一本の伝送線で伝送することができるので、伝送線の省線化及び省線化に伴う軽量化を実現する。しかもシリアルデータの値が遷移する箇所の振幅を大きくすることにより、通信中の減衰が大きい高周波成分を補償し、伝送線の距離の延長を可能とするとともに、伝送線の細線化及び細線化に伴う軽量化を実現する。このように伝送線が軽量化し、細線化するため取り回しが容易となるので、配線時の作業容易性等の利便性を向上させ、また通信中の減衰を補償しているので通信距離を延長することが可能である。

第４発明に係る送信装置は、第３発明において、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する信号波の振幅を大きくする強調成分の信号波を生成する手段を更に備え、前記強調手段は、２値のシリアルデータに基づく信号波に、強調成分の信号波を重畳するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る送信装置では、強調成分の信号波を重畳することにより、特定の箇所の振幅を正確かつ安定した状態で大きくすることが可能である。

第５発明に係る送信装置は、第２発明乃至第４発明のいずれかにおいて、入力されるパラレルデータは、画像信号を形成する複数の色成分信号であり、前記シリアルデータ生成手段は、夫々の色成分の階調を示す数値を所定の順序で配列してシリアルデータを生成するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る送信装置では、各色成分の階調を示す数値を所定の順序で配列してシリアルデータを生成することにより、色成分毎の伝送線が不要となり省線化及び省線化に伴う軽量化を実現することが可能である。

第６発明に係る通信システムは、第２発明乃至第５発明のいずれかに記載の送信装置と、該送信装置と伝送線にて接続される受信装置とを備え、前記受信装置は、受信したシリアルデータを複数の信号に変換する手段と、変換した複数の信号をパラレルデータとして出力する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る通信システムでは、画像信号を構成する各色成分信号等のパラレルデータとして入力される複数の信号を、所定の順序で配列したシリアルデータとして送信することにより、複数の信号を一本の伝送線で伝送することができるので、伝送線の省線化及び省線化に伴う軽量化を実現する。しかもシリアルデータに基づく信号波の振幅の高周波成分を大きくすることにより、通信中の減衰が大きい高周波成分を補償し、伝送線の距離の延長を可能とするとともに、伝送線の細線化及び細線化に伴う軽量化を実現する。このため車載システムに適用した場合には、車両重量の増加の抑制、敷設スペースの不足の解消、及びコストの低減を実現することが可能である。しかも伝送線が細線化するため取り回しが容易で利便性を向上させ、また通信中の減衰を補償しているので通信距離を延長することが可能である。

本発明に係る通信方法、送信装置及び通信システムは、画像信号を形成する複数の色成分信号等のパラレルデータとして入力される複数の信号を、所定の順序で配列して２値のシリアルデータを生成し、生成したシリアルデータの値が遷移する箇所の振幅を大きくした上で、シリアルデータを送信する。

この構成により、複数の信号を一本の伝送線で伝送することができるので、伝送線の省線化及び省線化に伴う軽量化を実現することが可能である。またシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくすることにより、通信中の減衰が大きい高周波成分を補償し、伝送線の距離の延長を可能とするとともに、伝送線の細線化及び細線化に伴う軽量化を実現することが可能である。このため車載システムに適用した場合には、車両重量の増加の抑制、敷設スペースの不足の解消、及びコストの低減を実現することが可能である。しかも伝送線が細線化するため取り回しが容易で利便性を向上させ、また通信中の減衰を補償しているので通信距離を延長することが可能である等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における通信システムの構成を示すブロック図である。図１中１は、自動車等の車両であり、車両１には、ＤＶＤ等の画像記録媒体から画像信号を読み取り出力するＤＶＤ再生装置等の画像信号出力装置１０が配設されており、画像信号出力装置１０には、画像信号出力装置１０から出力された画像信号を伝送する送信装置２０が接続されている。送信装置２０には、１組の差動より対線を１本の線として用いた伝送線２の一端が接続され、伝送線２の他端には、送信装置２０から伝送線２を介して送信される画像信号を受信する受信装置３０が接続されている。受信装置３０には、画像信号に基づく画像を表示する液晶ディスプレイ等の画像表示装置４０が接続されている。

画像信号出力装置１０は、画像記録媒体に記録されているＣＳＳ(Content Scramble System) 等の不正防止技術により暗号化された画像信号を読み取り、読み取った画像信号を復号化して出力する信号読取部１１と、信号読取部１１から出力された画像信号を構成するＲ成分を示す色成分信号、Ｇ成分を示す色成分信号及びＢ成分を示す色成分信号の夫々に対し、ＨＤＣＰ(High-bandwidth Digital Content Protection) 等の不正防止技術により暗号化を行い、暗号化した各色成分信号を出力する暗号化部１２と、暗号化部１２から出力された各色成分信号をＤＶＩ等のデジタル信号規格に基づく３対の差動信号及びクロック用の１対の差動信号として出力する出力部１３とを備えている。なお暗号化部１２から出力部１３へ出力される暗号化された色成分信号は、各色成分の夫々について、８ビットの階調に分級されており、階調を示す数値の各桁の値が、図示しない夫々異なるインタフェースを介して出力される。即ち３成分の夫々について階調を示す８個の値の信号が用いられるため、２４ビットのパラレルデータとして出力されることになる。

送信装置２０は、画像信号出力装置１０が備える出力部１３から出力される暗号化された各色成分信号及びクロック用信号を受け付け、後述する通信方法により各色成分信号を受信装置３０へ送信する機能を備える。

受信装置３０は、送信装置２０から送信される各色成分信号を受信し、ＨＤＣＰ等の不正防止技術により夫々暗号化された各色成分信号を、ＤＶＩ等のデジタル信号規格に基づく３対の差動信号として、クロック用の１対の差動信号と共に画像表示装置４０へ出力する機能を備える。

画像表示装置４０は、暗号化された色成分信号及びクロック用信号の入力を受け付け、暗号化された色成分信号を出力する入力部４１と、入力部４１から出力されたＨＤＣＰ等の不正防止技術により暗号化された各色成分信号を復号化し、復号化した各色成分信号を画像信号として出力する復号化部４２と、復号化部４２から出力された画像信号に基づく画像を表示する画像表示部４３とを備えている。

なお送信装置２０及び受信装置３０間には、画像信号を伝送するための伝送線２とは別に制御用の信号を伝送するＤＤＣバス等の制御信号線３が設けられている。制御信号線３は、画像信号出力装置１０と画像表示装置４０との間で、ディスプレイの種類の判定、暗号化部１２及び復号化部４２間のＨＤＣＰ機能の連結等の制御に要する情報の伝送に用いられる。

なお画像信号出力装置１０及び送信装置２０は、一つの筐体内に組み込まれる様に形成しても、また異なる筐体として形成する様にしても良い。受信装置３０及び画像表示装置４０も同様である。

図２及び図３は、本発明の実施の形態１における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図であり、図２が主に送信装置２０を示し、図３が主に受信装置３０を示している。画像信号出力装置１０が備える出力部１３は、暗号化部１２から受け付けた暗号化された各色成分信号を示す２４ビットのパラレルデータ、即ち色成分の夫々に対する階調を示す数値の各桁の値を示す信号から、色成分毎に各桁の値を所定の順序で配列することにより、夫々シリアルデータである暗号化された色成分信号を生成するパラレル／シリアル変換機能を備えている。更に出力部１３は、パラレルデータから変換したシリアルデータである色成分信号を出力するインタフェースとして、第０チャネル（ｃｈ ０）が割り当てられたＢ成分の暗号化された色成分信号を出力する第１色成分出力インタフェース１３１ａ、第１チャネル（ｃｈ １）が割り当てられたＧ成分の暗号化された色成分信号を出力する第２色成分出力インタフェース１３１ｂ及び第２チャネル（ｃｈ ２）が割り当てられたＲ成分の暗号化された色成分信号を出力する第３色成分出力インタフェース１３１ｃ、並びにＣチャネル（ｃｈ Ｃ）が割り当てられたクロック用信号を出力するクロック用信号出力インタフェース１３２を備えている。

送信装置２０は、画像信号出力装置１０から出力されたＢ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第１色成分入力インタフェース２０１ａ、Ｇ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第２色成分入力インタフェース２０１ｂ及びＲ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第３色成分入力インタフェース２０１ｃ、並びにクロック用信号の入力を受け付けるクロック用信号入力インタフェース２０２を備えている。

第１色成分入力インタフェース２０１ａ、第２色成分入力インタフェース２０１ｂ及び第３色成分入力インタフェース２０１ｃに入力された各色成分信号は、ラッチ回路２０３及びクロック再生回路２０４へ出力される。またクロック用信号入力インタフェース２０２に入力されたクロック用信号は、１０逓倍のクロック信号を生成する１０逓倍ＰＬＬ(Phase Locked Loop) 発振回路２０５へ出力される。

１０逓倍ＰＬＬ発振回路２０５は、入力されたクロック用信号に基づき生成した１０逓倍のクロック信号をクロック再生回路２０４へ出力する。クロック再生回路２０４では、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから入力を受け付けた色成分信号及び１０逓倍ＰＬＬ発振回路２０５から入力を受け付けたクロック信号に基づいて、ラッチ回路２０３、各色成分信号の配列に要する切替処理を行う順次切替回路２０６、及び１７／５逓倍の同期信号を生成する１７／５逓倍ＰＬＬ発振回路２０７へ同期信号を出力する。

ラッチ回路２０３では、クロック再生回路２０４から受け付けた同期信号に基づき、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから受け付けた各色成分信号を、１７個の信号を配列する信号格納部を有するシフトレジスタ２０８へ出力する。なおラッチ回路２０３からシフトレジスタ２０８へ出力される各色成分信号は、順次切替回路２０６から同期信号に基づく切替処理により、レジスタ内での配置位置が決定される。

シフトレジスタ２０８は、１７個の信号を夫々格納する１７個の信号格納部を備えており、１番目の信号格納部及び１７番目の信号格納部には、同期用の固定ビットが格納され、２番目の信号格納部乃至１６番目の信号格納部には、ラッチ回路２０３から受け付けた各色成分信号がビット単位で格納されており、その配置位置は、順次切替回路２０６の同期信号に基づく切替処理により制御される。シフトレジスタ２０８には、Ｂ成分の色成分信号、Ｇ成分の色成分信号及びＲ成分の色成分信号が順に配列され、各色成分について５ビット分、合計で１５ビット分の色成分信号が所定の順序で配列される。即ち各色成分信号を構成する夫々１ビットの単位信号を所定の順序で配列した単位組を５組分並べ、更に前後に同期信号を付与した状態で配列される。配列された各信号は送信単位となるシリアルデータとして扱われ、シフトレジスタ２０８では、１７／５逓倍ＰＬＬ発振回路２０７から出力される１７／５逓倍の同期信号に基づいて、配列された各信号を所定の順序で配列することで生成したシリアルデータを送信インタフェース２０９へ出力する。

図４は、本発明の実施の形態１における送信装置２０が備える送信インタフェース２０９の概要を示すブロック図である。送信インタフェース２０９は、ＬＶＤＳ（低電圧差動通信：Low Voltage Differential Signaling）等のインタフェース規格に則して設計された信号波生成回路２０９ａと、信号波の特定の箇所の振幅を大きくする強調成分の信号波を生成する強調成分生成回路２０９ｂとを備えており、シフトレジスタ２０８から出力されたシリアルデータは、信号波生成回路２０９ａ及び強調成分生成回路２０９ｂに入力される。信号波生成回路２０９ａでは、２値のシリアルデータに基づく信号波を生成し、強調成分生成回路２０９ｂでは、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所に有意な振幅を有する波形の信号波を強調成分の信号波として生成する。シリアルデータの値が遷移する箇所とは、シリアルデータを構成する信号が、「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」へ又は「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」へ遷移する箇所を示す。そして信号波生成回路２０９ａにて生成された２値のシリアルデータに基づく信号波に、強調成分生成回路２０９ｂにて生成された強調成分の信号波を重畳することにより、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所の振幅を大きくする。

図５は、本発明の実施の形態１における送信装置２０が備える送信インタフェース２０９に関連する信号波の時間波形を示すチャートである。図５（ａ）は、シフトレジスタ２０８からシリアルデータとして出力される信号の電圧波形であり、横軸に時間をとり、縦軸に電圧をとって、電圧の時間変化を示している。図５（ｂ）は、信号波生成回路２０９ａにて生成される信号波の電流波形であり、横軸に時間をとり、縦軸に電流をとって、電流の時間変化を示している。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、縦軸として示した成分は異なるが、同様の概形である。図５（ｃ）は、強調成分生成回路２０９ｂにて生成される強調成分の信号波の電流波形であり、横軸に時間をとり、縦軸に電流をとって、電流の時間変化を示している。図５（ｃ）に示す様に強調成分の信号波は、シフトレジスタから入力される信号の値が遷移する箇所に対応する箇所にのみ、遷移後の信号と同符号の電流が発生する波形を示している。図５（ｄ）は、信号波生成回路２０９ａにて生成された信号波に、強調成分生成回路２０９ｂにて生成された強調成分の信号波を重畳した信号波の波形であり、横軸に時間をとり、縦軸に電流をとって、電流の時間変化を示している。図５（ｄ）に示す様に、信号波生成回路２０９ａにて生成された信号波に、強調成分生成回路２０９ｂにて生成された強調成分の信号波を重畳した信号波の波形は、信号波の値が遷移する箇所のみ振幅が大きい波形を示している。

このようにシリアルデータの値が遷移する箇所に対応する信号波の振幅を大きくすることにより、シリアルデータに基づき伝送線２を介して送信する信号波の高周波成分の振幅を大きくすることになる。なお信号波生成回路２０９ａにて生成した信号波に対し、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所の振幅を電気的に増幅することにより、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所の振幅を大きくするようにしてもよい。

図２及び図３に戻り、受信装置３０は、連続して送信されるシリアルデータを受信する受信インタフェース３０１を備え、受信インタフェース３０１は、受信したシリアルデータを、シフトレジスタ３０２、クロック再生回路３０３及びフレーム同期回路３０４へ出力する。

フレーム同期回路３０４では、シリアルデータに付与されている同期信号に基づいて送信単位となるフレームの同期をとり、フレームの同期を示す同期信号をクロック再生回路３０３へ出力する。クロック再生回路３０３では、受信インタフェース３０１から受け付けたシリアルデータ及びフレーム同期回路３０４から受け付けた同期信号に基づいて、クロック用信号を生成し、生成したクロック用信号を、シフトレジスタ３０２と、５／１７分周の同期信号を出力する５／１７分周ＰＬＬ発振回路３０５とへ出力する。

シフトレジスタ３０２は、１５個の信号を夫々格納する１５個の信号格納部を備えており、クロック再生回路３０３から入力を受け付けたクロック用信号に基づき、シリアルデータに含まれる色成分信号となる信号を特定して、各色成分信号を配列されていた順序に基づいて１５個の信号格納部にビット単位で格納する。そして各信号格納部に格納した夫々の信号をシフトレジスタ３０２からラッチ回路３０６へ出力する。

５／１７分周ＰＬＬ発振回路３０５は、クロック再生回路３０３から受け付けたクロック用信号に基づく５／１７分周の同期信号を、ラッチ回路３０６に記録されたシリアルデータを構成する色成分信号の分解に要する切替処理を行う順次切替回路３０７と、ラッチ回路３０６と、１／１０分周のクロック用の信号を出力する１／１０分周ＰＬＬ発振回路３０８とへ出力する。

シフトレジスタ３０２から出力される各色成分信号は、順次切替回路３０７の制御に基づく切替処理により分解され、色成分毎に区分されてラッチ回路３０６にて保持される。そしてラッチ回路３０６では、色成分毎に区分して保持した色成分信号を、５／１７分周ＰＬＬ発振回路３０５から受け付けた５／１７分周の同期信号に基づいて、Ｂ成分の色成分信号を出力する第１色成分出力インタフェース３０９ａ、Ｇ成分の色成分信号を出力する第２色成分出力インタフェース３０９ｂ及びＲ成分の色成分信号を出力する第３色成分出力インタフェース３０９ｃへ出力する。なお夫々の色成分信号は、この段階においては、画像信号出力装置１０においてＨＤＣＰ等の不正防止技術により暗号化された状態にある。

第１色成分出力インタフェース３０９ａ、第２色成分出力インタフェース３０９ｂ及び第３色成分出力インタフェース３０９ｃでは、夫々第０チャネル（ｃｈ ０）が割り当てられたＢ成分の色成分信号、第１チャネル（ｃｈ １）が割り当てられたＧ成分の色成分信号及び第２チャネル（ｃｈ ２）が割り当てられたＲ成分の色成分信号を差動信号として画像表示装置４０へ出力する。また１／１０分周ＰＬＬ発振回路３０８では、５／１７分周の同期信号に基づく１／１０分周のクロック用の信号をクロック用信号出力インタフェース３１０へ出力し、クロック用信号出力インタフェース３１０では、差動信号としてＣチャネル（ｃｈ Ｃ）が割り当てられたクロック用の信号を画像表示装置４０へ出力する。

画像表示装置４０が備える入力部４１は、Ｂ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第１色成分入力インタフェース４１１ａ、Ｇ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第２色成分入力インタフェース４１１ｂ及びＲ成分の暗号化された色成分信号の入力を受け付ける第３色成分入力インタフェース４１１ｃを備えている。そして入力部４１は、夫々の色成分入力インタフェース４１１ａ，４１１ｂ，４１１ｃから入力を受け付けた色成分信号を復号化部４２へ出力し、復号化部４２では、各色成分信号を復号化し、画像信号として画像表示部４３へ出力し、画像表示部４３では、入力を受け付けた画像信号に基づく画像を表示する。

また前述した様に画像信号出力装置１０及び送信装置２０と、受信装置３０及び画像表示装置４０との間には、制御信号線３が設けられている。さらに画像信号出力装置１０、送信装置２０、受信装置３０及び画像表示装置４０には図示しない電源回路から電力が供給されている。

次に本発明の実施の形態１における通信システムにて送受信する信号波について説明する。図６は、本発明の実施の形態１における通信システムが備える送信装置２０から送信される信号波の時間波形を示すチャートである。図６（ａ）は、横軸に時間をとり、縦軸に電流をとって、本発明の送信装置２０が備える送信インタフェース２０９から出力される信号波の波形を示している。図６（ｂ）は、信号波の高周波成分を大きくすることなく出力した比較用の時間波形を示すチャートである。図６（ａ）に示した時間波形中、信号の値が遷移する高周波成分である箇所Ａに対しては、強調成分の信号波の重畳が行われており、信号が遷移しない箇所Ｂに対しては、重畳が行われていない。これに対し図６（ｂ）では、いずれの箇所でも重畳が行われておらず、信号が遷移する箇所も同じ信号が連続する箇所も同様の振幅となっている。

図７は、本発明の実施の形態１における通信システムが備える受信装置３０が受信した信号波の波形を示すアイパターンである。図７（ａ）では、横軸に時間をとり、縦軸に電圧をとって、本発明の送信装置２０にて強調成分の信号波の重畳を実行して送信し、受信装置３０が備える受信インタフェース３０１にて受信した信号波の波形をアイパターンとして示している。図７（ｂ）は、強調成分の信号波の重畳を実行しないで送信され、受信インタフェース３０１にて受信した比較用のアイパターンである。図７（ａ）に示す様に、強調成分の信号波を重畳することで高周波成分の振幅を大きくした信号波の波形は、はっきりとしたアイパターンを形成しており、アイ開口が明確に開いている。これに対し図７（ｂ）に示すアイパターンでは、アイ開口が小さくなっている。このようにアイ開口が大きく開いた信号波では、アイ開口が小さい信号波と比べて受信装置３０側での信号認識誤り率を小さくすることができる。

図８は、本発明の実施の形態１における通信システムが備える受信装置３０が受信した信号波の波形を示すアイパターンである。図８では、横軸に時間をとり、縦軸に電圧をとって本発明の送信装置２０から強調成分の信号波を重畳して送信し、受信装置３０が備える受信インタフェース３０１にて受信した信号波の波形をアイパターンとして示している。図８（ａ）〜（ｄ）は、夫々強調成分の信号波の振幅が異なっており、図８（ａ）に示す信号波の振幅が最も大きく、図８（ｂ）、図８（ｃ）となるに従って振幅が小さくなり、図８（ｄ）に示す信号波の振幅が最も小さい。図８（ａ）〜（ｄ）を比較すると明らかな様に、強調成分の信号波の振幅が大きい程、アイ開口が大きく開いており、振幅が小さくなるにつれてジッタが大きくなるためアイ開口の小さなアイパターンを示している。なお振幅については大きければ大きい程良いというのではなく、高周波成分の減衰状況に応じて適正な振幅を設定する必要がある。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、３Ｂ４Ｂ変換を行うことにより、受信エラーを低減する形態である。実施の形態２における通信システム全体としての構成は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その説明を省略する。

図９及び図１０は、本発明の実施の形態２における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図であり、図９が主に送信装置２０を示し、図１０が主に受信装置３０を示している。なお実施の形態１と同様の構成要素については、実施の形態１と同一番号を付し、実施の形態１を参照するものとして、その説明を省略する。

送信装置２０が備えるクロック再生回路２０４は、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから入力を受け付けた色成分信号及び１０逓倍ＰＬＬ発振回路２０５から入力を受け付けたクロック信号に基づき、ラッチ回路２０３、３Ｂ４Ｂエンコード回路２１０、及び４逓倍の同期信号を生成する４逓倍ＰＬＬ発振回路２１１へ同期信号を出力する。なお４逓倍ＰＬＬ発振回路２１１では、受け付けた同期信号を４逓倍して、シフトレジスタ２１２へ出力する。

ラッチ回路２０３では、クロック再生回路２０４から受け付けた同期信号に基づき、各色成分入力インタフェース２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃから受け付けた各色成分信号を、３Ｂ４Ｂエンコード回路２１０へ出力する。

３Ｂ４Ｂエンコード回路２１０は、「Ｌｏｗ」又は「Ｈｉｇｈ」が長期間連続すると受信側でクロックを正しく再生することができなくなり、受信誤りが発生することを防止すべく１ビット分の信号を付加する回路である。具体的な処理としては、元の信号を３ビットづつラッチし、元の３ビットの信号と直前にエンコードした４ビットコードとから、変換テーブルを用いて適切な４ビット目の信号を導出し、元の３ビットの信号に付加して４ビットの信号に変換するものである。これにより「Ｌｏｗ」又は「Ｈｉｇｈ」が３個以上連続しない様にし、また平均すると「Ｌｏｗ」及び「Ｈｉｇｈ」の数が同数となり、直流成分が小さくなるため受信エラーを低減することができる。このような３Ｂ４Ｂ変換処理を実行する３Ｂ４Ｂエンコード回路２１０では、ラッチ回路２０３から受け付けた３個の色成分信号を４個の信号に変換し、変換した４個の信号をクロック再生回路２０４から受け付けた同期信号に基づきシフトレジスタ２１２へ出力する。

シフトレジスタ２１２では、ラッチ回路２０３から受け付けた「Ｌｏｗ」又は「Ｈｉｇｈ」を示す４個の信号を所定の順序で配列し、配列された各信号は「Ｌｏｗ」又は「Ｈｉｇｈ」にて構成される２値のシリアルデータとして扱われる。シフトレジスタ２１２では、４逓倍ＰＬＬ発振回路２１１から出力される４逓倍の同期信号に基づいて、配列された各信号により構成される２値のシリアルデータを送信インタフェース２０９へ出力する。このようにシフトレジスタ２１２では、パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列してシリアルデータを生成する処理が行われる。なお生成されたシリアルデータには同期信号を示すビットが付与される。

実施の形態１における図４に示した様に送信インタフェース２０９は、信号波生成回路２０９ａ及び強調成分生成回路２０９ｂを備えており、シフトレジスタ２１２から出力されたシリアルデータは、信号波生成回路２０９ａ及び強調成分生成回路２０９ｂに入力される。信号波生成回路２０９ａでは、シフトレジスタ２１２から逐次受け付ける２値のシリアルデータに基づいて信号波を生成する。強調成分生成回路２０９ｂでは、シフトレジスタ２１２から逐次受け付ける２値のシリアルデータに基づいて、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所に有意な振幅を有する波形の信号波を生成する。そして信号波生成回路２０９ａにて生成したシリアルデータに基づく信号波に、強調成分生成回路２０９ｂにて生成した強調成分の信号波を重畳する。

受信装置３０が備える受信インタフェース３０１は、受信したシリアルデータを、シフトレジスタ３１１、クロック再生回路３０３及びフレーム同期回路３０４へ出力する。

フレーム同期回路３０４では、シリアルデータに付与されている同期信号に基づいて送信単位となるフレームの同期をとり、フレームの同期を示す同期信号をクロック再生回路３０３へ出力する。

クロック再生回路３０３では、受信インタフェース３０１から受け付けたシリアルデータ及びフレーム同期回路３０４から受け付けた同期信号に基づいて、クロック用信号を生成し、生成したクロック用信号を、シフトレジスタ３１１と、１／４分周の同期信号を出力する１／４分周ＰＬＬ発振回路３１２とへ出力する。

シフトレジスタ３１１は、４個の信号を格納する信号格納部を備えており、クロック再生回路３０３から入力を受け付けたクロック用信号に基づき、シリアルデータに含まれる色成分信号となる信号を特定して、各色成分信号を配列されていた順序に基づいて信号格納部にビット単位で格納する。そして各信号格納部に格納した夫々の信号をシフトレジスタ３１１から３Ｂ４Ｂデコード回路３１３へ出力する。

１／４分周ＰＬＬ発振回路３１２は、クロック再生回路３０３から受け付けたクロック用信号に基づく１／４分周の同期信号を、３Ｂ４Ｂデコード回路３１３と、１／１０分周のクロック用の信号を出力する１／１０分周ＰＬＬ発振回路３０８とへ出力する。

３Ｂ４Ｂデコード回路３１３は、シフトレジスタ３１１から出力される色成分を示す３ビットの信号及び３Ｂ４Ｂエンコード回路２１０にて付加された信号からなる４ビットの信号から、色成分を示す３ビットの信号を取り出し、１／４分周ＰＬＬ発振回路３１２から受け付けた１／４分周の同期信号に基づいて、Ｂ成分の色成分信号を出力する第１色成分出力インタフェース３０９ａ、Ｇ成分の色成分信号を出力する第２色成分出力インタフェース３０９ｂ及びＲ成分の色成分信号を出力する第３色成分出力インタフェース３０９ｃへ出力する。

このように実施の形態２では、送信装置２０にて、パラレルデータを３Ｂ４Ｂ変換によりシリアルデータに変換し、高周波成分の振幅を大きく受信装置３０へ送信する。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態２において、シリアルデータ伝送時の初期捕捉を改善する形態である。実施の形態３における通信システム全体としての構成は、実施の形態１と同様であるので、実施の形態１を参照するものとし、その説明を省略する。

図１１及び図１２は、本発明の実施の形態３における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図であり、図１１が主に送信装置２０を示し、図１２が主に受信装置３０を示している。なお実施の形態２と同様の構成要素については、実施の形態２と同一番号を付し、実施の形態２を参照するものとして、その説明を省略する。

送信装置２０は、シリアルデータの同期時の捕捉制御を行う送信捕捉制御回路（捕捉制御Ｔｘ）２１３を備えており、受信装置３０は、シリアルデータの同期時の捕捉制御を行う受信捕捉制御回路（捕捉制御Ｒｘ）３１４を備えている。

シリアルデータの伝送を開始する前に、初期捕捉処理として、送信捕捉制御回路２１３は、同期専用パターンを送信させる信号をシフトレジスタ２１２へ出力する。同期専用パターンを受け付けたシフトレジスタ２１２は、同期専用パターンのシリアルデータの送信を開始する。同期専用パターンのシリアルデータとは、シリアルデータの前後に付与される同期信号以外の信号を所定のパターン、具体的には「Ｌｏｗ」又は「Ｈｉｇｈ」が４個連続するパターンとしたデータである。即ち同期専用パターンを用いることにより「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」に変わるのが同期信号部のみとなるため、同期信号を容易に捕捉することが可能となる。受信装置３０では、同期専用パターンのシリアルデータから同期信号を捕捉し、フレーム同期がとれた場合に、フレーム同期回路３０４から同期完了信号を受信捕捉制御回路３１４へ出力し、受信捕捉制御回路３１４では、制御信号線３を介して同期完了信号を送信捕捉制御回路２１３へ送信する。送信捕捉制御回路２１３は、同期完了信号を受信し、シフトレジスタ２１２へ同期完了信号を出力することにより、シフトレジスタ２１２では、通常のシリアルデータの生成及び送信を開始する。なお通信中にフレーム同期はずれを受信装置３０が検出した場合、受信捕捉制御回路３１４から送信捕捉制御回路２１３へ同期はずれを通知し、再度同期専用パターンの送信が行われる。

なお実施の形態１に対し、初期捕捉を改善すべく捕捉回路を増設する様にしても良い。

前記実施の形態１乃至３では、画像信号であるパラレルデータをシリアルデータに変換し、高周波成分の振幅を大きくして送信する形態を示したが、本発明はこれに限らず、画像信号、音声信号、制御信号等の複数の種類のデータからなるパラレルデータをシリアルデータに変換し、振幅を大きくして送信する等、様々な形態に適用することが可能である。

また前記実施の形態１乃至３では、車両に搭載する通信システムに適用する形態を示したが本発明はこれに限らず、送信装置側をパーソナルコンピュータにて実現し、受信装置側をパーソナルコンピュータ用モニタにて実現するローカルエリアネットワークを構成する通信システムに適用する形態、更にはテレビジョン受像機、各種オーディオビジュアル装置等の家電用装置を備えるホームネットワークを構成する通信システムに適用する形態等、様々な形態に適用することが可能である。

本発明の実施の形態１における通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送信装置が備える送信インタフェースの概要を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における送信装置が備える送信インタフェースに関連する信号波の時間波形を示すチャートである。 本発明の実施の形態１における通信システムが備える送信装置から送信される信号波の時間波形を示すチャートである。 本発明の実施の形態１における通信システムが備える受信装置が受信した信号波の波形を示すアイパターンである。 本発明の実施の形態１における通信システムが備える受信装置が受信した信号波の波形を示すアイパターンである。 本発明の実施の形態２における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３における通信システムにて用いられる各種装置の構成を示すブロック図である。 差動より対線の損失特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 車両
２ 伝送線
３ 制御信号線
１０ 画像信号出力装置
１１ 信号読取部
１２ 暗号化部
１３ 出力部
２０ 送信装置
２０９ 送信インタフェース
２０９ａ 信号波生成回路
２０９ｂ 強調成分生成回路
３０ 受信装置
４０ 画像表示装置
４１ 入力部
４２ 復号化部
４３ 画像表示部

Claims (6)

1. 信号波を伝送する伝送線にて接続した送信装置及び受信装置を用い、前記送信装置は、パラレルデータとして入力される複数の信号を、伝送線を介して前記受信装置へ送信する通信方法において、
   前記送信装置は、
   パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列してシリアルデータを生成し、
   生成したシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくし、
   高周波成分の振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを前記受信装置へ送信し、
   該受信装置は、
   受信したシリアルデータを複数の信号に変換し、
   変換した複数の信号をパラレルデータとして出力する
   ことを特徴とする通信方法。
2. パラレルデータとして入力される複数の信号を、信号波を伝送する伝送線を介して送信する送信装置において、
   パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列してシリアルデータを生成するシリアルデータ生成手段と、
   生成したシリアルデータに基づく信号波の高周波成分の振幅を大きくする手段と、
   高周波成分の振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを送信する手段と
   を備えることを特徴とする送信装置。
3. パラレルデータとして入力される複数の信号を、信号波を伝送する伝送線を介して送信する送信装置において、
   パラレルデータとして入力された複数の信号を、所定の順序で配列して２値のシリアルデータを生成するシリアルデータ生成手段と、
   生成した２値のシリアルデータに基づく信号波に対し、シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する箇所の振幅を大きくする強調手段と、
   振幅を大きくした信号波として、シリアルデータを送信する手段と
   を備えることを特徴とする送信装置。
4. シリアルデータの値が遷移する箇所に対応する信号波の振幅を大きくする強調成分の信号波を生成する手段を更に備え、
   前記強調手段は、
   ２値のシリアルデータに基づく信号波に、強調成分の信号波を重畳するように構成してある
   ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
5. 入力されるパラレルデータは、画像信号を形成する複数の色成分信号であり、
   前記シリアルデータ生成手段は、夫々の色成分の階調を示す数値を所定の順序で配列してシリアルデータを生成するように構成してある
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の送信装置。
6. 請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の送信装置と、
   該送信装置と伝送線にて接続される受信装置と
   を備え、
   前記受信装置は、
   受信したシリアルデータを複数の信号に変換する手段と、
   変換した複数の信号をパラレルデータとして出力する手段と
   を備えることを特徴とする通信システム。

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