JP2006155256A - デジタルビデオ信号インタフェースモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】外部電源を利用してモジュール内の光電変換手段を作動させる場合に、ホスト装置側からの給電が生じないようにするデジタルビデオ信号インタフェースモジュールを提供する。
【解決手段】ホスト装置１から入力されるデジタルビデオ信号を光信号に変換する変換手段を備えた送信側コネクタ５と、光信号を電気信号に変換してビデオ出力表示装置２に出力する変換手段を備えた受信側コネクタ６とを、複数本の光ファイバ１２と複数本のメタル線からなる複合ケーブル１１で接続したものである。複数本のメタル線は、少なくとも電源線１３と接地線１４を含み、電源線１３は、送信側コネクタ５内又は受信側コネクタ６内で外部電源に接続され、ホスト装置１の電源端子には接続されないようにする。外部電源は、ＡＣアダプタ２７又はＵＳＢ電源ケーブル２８を接続して供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンピュータ等のホスト装置から送信されるデジタルビデオ信号を受信し、これを液晶表示装置等のビデオ出力表示装置で表示させるのに用いられるデジタルビデオ信号インタフェースモジュールに関する。

近年、液晶表示（ＬＣＤ）、プラズマ表示（ＰＤＰ）等の表示装置、或いはプロジェクタなどを用いた表示装置等で、ビデオ信号が大型表示されるようになっている。また、ビデオ信号のデジタル化で高画質の映像の伝送が可能となり、テレビ受像機として用いるだけでなく、広告、医療機器をはじめ、列車、デパート等でのモニタや各種の情報伝達用の表示手段としても用いられるようになっている。

このようなビデオ出力表示装置とホスト装置（例えば、コンピュータ、ディスプレイコントローラ、・・・等のビデオ信号源）間での信号伝送は、デジタル信号をアナログに変換せず、デジタル形式のまま伝送するＤＶＩ（Digital Visual Interface）規格を用いた方式が主流となっている。また、このＤＶＩ方式では、受信側のビデオ出力表示装置の情報を送信側のホスト装置に伝達して、プラグ＆プレイを行なうためのＤＤＣ（Display Data Channel）機能、電源投入状態での挿抜チェック等を可能とするホットプラグ検知（Hot Plug Detect 以下、ＨＰＤという）機能等が含まれている。

また、ビデオ出力表示装置は、その多用途化と大型化で、ビデオ信号を供給するホスト装置からの距離が離れた場所で使用されることが多くなっている。ところが、メタルケーブルを用いてデジタル信号の伝送を行なうと、伝送されるビデオ信号の減衰や反射等の影響が大きく、ビデオ出力表示装置とホスト装置間で使用されるケーブル長は、例えば５ｍ以下というような制限を受ける。そこで、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波のデジタルビデオ信号（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｃｌｏｃｋ）の伝送には光ファイバを用い、１００ｋＨｚ以下の周波数で使用されるＤＤＣ信号やＨＰＤ信号の伝送にはメタル線を用いることで、比較的安価に遠距離伝送を可能とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図３は、上述した従来の光ファイバとメタル線を用いたデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの一例を示す図である。図中、１はホスト装置、２はビデオ出力表示装置、３，４はＤＶＩコネクタ端子、５は送信側プラグコネクタ、６は受信側プラグコネクタ、７は発光素子ユニット、８は駆動回路装置、９は受光素子ユニット、１０は増幅回路装置、１１は複合ケーブル、１２は光ファイバ、１３は電源線、１４は接地線、１５，１６はＤＤＣ信号用のメタル線、１７はＨＰＤ用の抵抗素子を示す。

図３に示すように、モジュールの送信側は、デジタルビデオ信号が入力されるコンピュータ等のホスト装置１に設けられたＤＶＩコネクタ端子３に接続される送信側プラグコネクタ５で構成される。モジュールの受信側は、デジタルビデオ信号を画像表示する液晶表示、プラズマ表示、或いはプロジェクタ等の各種のビデオ出力表示装置２に設けられたＤＶＩコネクタ端子４に接続される受信側プラグコネクタ６で構成される。ＤＶＩコネクタ端子３，４は、ＤＶＩ方式を満たすように設計されたコネクタ端子で、デジタルビデオ信号伝送用の端子（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃｌｏｃｋ）の他に、受信側のビデオ出力表示装置２の情報を送信側のホスト装置１に伝達するＤＤＣクロック、ＤＤＣデータ端子並びにＨＰＤ端子等を備えている。

送信側プラグコネクタ５は、ホスト装置１からのデジタルビデオ信号を、電気信号から光信号に変換して送出するための、半導体レーザ等の発光素子ユニット７とその駆動回路装置８を有している。受信側プラグコネクタ６は、光信号で受信したデジタルビデオ信号を電気信号に復元するための、フォトダイオード等の受光素子ユニット９とその増幅回路装置１０を有している。送信側プラグコネクタ５と受信側プラグコネクタ６は、デジタルビデオ信号を伝送する４本の光ファイバ１２と、少なくとも電源線１３と接地線１４の２本のメタル線を有する複合ケーブル１１により接続されている。また、複合ケーブル１１内には、ＤＤＣ信号用のメタル線１５，１６も送信側プラグコネクタ５と受信側プラグコネクタ６により接続されるように一体構造として収納されている。

電源線１３は、ホスト装置１側に設けられたＤＶＩコネクタ端子３の電源端子（１４番ピン）に接続され、接地線１４は、ＤＶＩコネクタ端子３の接地端子（１５番ピン）に接続される。また、電源線１３と接地線１４は、ビデオ出力表示装置２側に設けられたＤＶＩコネクタ端子４の電源端子（１４番ピン）と接地端子（１５番ピン）にも同様に接続されるようになっていて、ホスト装置１側からビデオ出力表示装置２に＋５Ｖの電源が供給される。ビデオ出力表示装置２には、例えば、画像解像度の情報、リフレッシュレート等の情報が書き込まれる不揮発性メモリの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）が搭載されている。そして、その駆動には、電源線１３を通じて給電されるホスト装置１側の電源を利用する仕組みになっている。

また、電源線１３と接地線１４は、送信側プラグコネクタ５内の駆動回路装置８および受信側プラグコネクタ６内の増幅回路装置１０にも接続されて、ビデオ出力表示装置２で使用される余剰電力を利用して、その作動電源としている。なお、ＨＰＤ信号は、電源線１３から抵抗素子１７を介してホスト装置１に取り込めるようにもなっている。
特開２００２−３６６３４０号公報

ＤＶＩ規格に準じたＤＶＩコネクタ端子とケーブルを用いて送信側からの給電機能を利用する場合、送信側のホスト装置１にグラフィックカード等の拡張ボードを搭載すると、送信側プラグコネクタ５内の発光素子ユニット７からなる光電変換手段、受信側プラグコネクタ６内の受光素子ユニット９からなる光電変換手段が作動しなくなることがある。これは、ＤＶＩ規格では、送信側の電源容量が＋５Ｖ、５０ｍＡ〜１Ａとしか規定されておらず、搭載されるグラフィックカード等の種類によっては、電源容量が足りなくなることがある。

このような場合、別途、外部電源を用いて電源容量を確保する必要がある。しかし、図３に示したようなモジュールをそのまま使用すると、電源線はホスト装置１側の電源端子と接続されたままで、ホスト装置１側がら電源が供給される状態にある。これに、さらに外部電源を接続する場合、外部から供給される電源とホスト装置側から供給される電源との間に電位差があると、高い方の電源から低い方の電源に電力が流れ込むので、これを回避する必要がある。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、外部電源を利用してモジュール内の光電変換手段を作動させる場合に、ホスト装置側からの給電が生じないようにするデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの提供を課題とする。

本発明によるデジタルビデオ信号インタフェースモジュールは、ホスト装置から入力されるデジタルビデオ信号を光信号に変換する変換手段を備えた送信側コネクタと、光信号を電気信号に変換してビデオ出力表示装置に出力する変換手段を備えた受信側コネクタとを、複数本の光ファイバと複数本のメタル線からなる複合ケーブルで接続したものである。複数本のメタル線は、少なくとも電源線と接地線を含み、電源線は送信側コネクタ内又は受信側コネクタ内で外部電源に接続され、ホスト装置の電源端子には接続されないようにする。外部電源は、ＡＣアダプタ又はＵＳＢ電源ケーブルを接続して供給される。

本発明によれば、デジタルビデオ信号インタフェースモジュール内の光電変換手段を介して、送信側のホスト装置から受信側のビデオ出力表示装置にビデオ信号を伝送するのに、送信側のホスト装置から供給される電源容量が不足するような場合であっても、外部電源を用いて安全に光電変換手段を作動させることができる。また、ホスト装置の電源や端子装置に大きな変更を加えることなくＤＶＩ規格に準じる形態を維持した信号伝送を行なうことができる。

図により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）はデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの外観形状の一例を説明する図、図１（Ｂ）は複合ケーブルの一例を説明する図、図２は本発明によるデジタルビデオ信号インタフェースモジュール構成の一例を示す図である。図中、２０はコネクタ部、２１はケーブル部、２２はコネクタ本体、２３は取付けネジ、２４はフード、２５はケーブル外被、２６，２６ａ、２６ｂは外部電源用端子、２７はＡＣアダプタ、２７ａは電源プラグ、２８はＵＳＢ電源ケーブル、２８ａは電源プラグを示す。その他の符号は図３で用いたのと同じ符号を用いることにより説明を省略する。

本発明によるデジタルビデオ信号インタフェースモジュールは、ケーブル部２１の両端にコネクタ部２０を有する。一方のコネクタ部２０は、コンピュータ等のホスト装置に接続される送信側プラグコネクタ５とされ、他方のコネクタ部２０は、液晶表示やプロジェクタ表示等のビデオ出力表示装置に接続される受信側プラグコネクタ６とされる。コネクタ部２０は、例えば、コネクタ本体２２を着脱可能に接続するための一対の取付けネジ２３を備え、ケーブル２１部の導入部の曲げを緩和するフード２４を有している。

本発明おいては、少なくとも一方のコネクタ部２０として、内部の電源線に外部電源を接続するための端子２６ａ又は２６ｂを設けたものが用いられる。外部電源用端子２６ａは、ＡＣアダプタ２７の電源プラグ２７ａが、コネクタ本体２２の後部から接続できるように設けられる。また、外部電源用端子２６ｂは、ＵＳＢ電源ケーブル２８の電源プラグ２８ａが、コネクタ本体２２の後部から接続できるように設けられる。なお、コネクタ部２０は、外部電源用端子２６ａと２６ｂのいずれか一方を備えた構成としてもよく、電源プラグ２ａ及び２８ａのいずれもが接続可能な共用端子構造で１つを備えた構成としてもよく、２つの外部電源用端子２６ａと２６ｂの両方を備えていていずれか一方を選択的に選んで使用する構成であってもよい。また、外部電源用端子２６ａ，２６ｂはコネクタ本体２２の後部に限らず、側部に設けることもできる。

ケーブル部２１は、図１（Ｂ）に示すように、例えば、４本の光ファイバ１２と４本のメタル線が一括して収納されたものが用いられる。メタル線は電源線１３と接地線１４、ＤＤＣ用のシールド電線１５，１６で構成される。その他、必要に応じてケーブル内の光ファイバ及びメタル線の本数を増やすことはできるが、本発明のデジタルビデオ信号インタフェースモジュールにおいては、少なくともビデオ信号伝送用の４本の光ファイバ１２と、電源線１３と接地線１４の２本のメタル線を備えたものが用いられる。なお、ケーブル長が短い場合は、ＤＤＣ用にシールド電線を用いなくても良いが、最大１００ｋＨｚでの使用が考えられるので信号減衰を抑制するためにシールド電線を用いるのが好ましい。

本発明によるデジタルビデオ信号インタフェースモジュールは、図２に示すように、基本的な構成は図３で説明したのと同様である。すなわち、モジュールの送信側は、デジタルビデオ信号が入力されるコンピュータ等のホスト装置１に設けられたＤＶＩコネクタ端子３に接続される送信側プラグコネクタ５で構成される。モジュールの受信側は、デジタルビデオ信号を画像表示する液晶表示、プラズマ表示、或いはプロジェクタ等の各種のビデオ出力表示装置２に設けられたＤＶＩコネクタ端子４に接続される受信側プラグコネクタ６で構成される。

ＤＶＩコネクタ端子３，４は、ＤＶＩ規格の信号伝送方式を実現するように設計されたコネクタ端子で、例えば、２４ピンのレセプト形状のものが用いられる。このＤＶＩコネクタ端子３，４は、デジタルビデオ信号伝送のための端子（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃｌｏｃｋ）の他に、電源端子（１４番ピン）、接地端子（１５番ピン）、受信側のビデオ出力表示装置２の情報を送信側のホスト装置１に伝達するＤＤＣクロック（６番ピン）、ＤＤＣデータ端子（７番ピン）並びにＨＰＤ端子（１６番ピン）等を備えている。

送信側プラグコネクタ５内には、ホスト装置１からのデジタルビデオ信号を電気信号から光信号に変換して送出するための、半導体レーザ等の発光素子ユニット７とその駆動回路装置８を有している。受信側プラグコネクタ６内には、発光素子ユニット７から送出された光信号の形態で受信したデジタルビデオ信号を電気信号に復元するために、フォトダイオード等の受光素子ユニット９とその増幅回路装置１０を有している。

上述した送信側プラグコネクタ５と受信側プラグコネクタ６は、デジタルビデオ信号を光信号の形態で伝送する少なくとも４本の光ファイバ１２と、電源線１３と接地線１４の２本のメタル線を有する複合ケーブル１１により接続されている。また、複合ケーブル１１内には、この他、ＤＤＣ信号用のメタル線（シールド電線）１５，１６も送信側プラグコネクタ５と受信側プラグコネクタ６により接続されるように一体構造として収納している。

電源線１３は、通常は、ホスト装置１側のＤＶＩコネクタ端子３の電源端子（１４番ピン）に接続され、接地線１４は接地端子（１５番ピン）に接続されている。電源線１３と接地線１４は、ビデオ出力表示装置２側のＤＶＩコネクタ端子４の電源端子（１４番ピン）と接地端子（１５番ピン）にも同様にして接続され、ホスト装置１側からビデオ出力表示装置２に＋５Ｖの直流電源が供給されるようになっている。そして、ビデオ出力表示装置２側に搭載されるＥＥＰＲＯＭは、ホスト装置１側から供給される電源により動作するようにされている。

また、発光素子ユニット７を駆動する駆動回路装置８及び受光素子ユニット９の出力を増幅する増幅回路装置１０は、その作動のための電源が必要とされる。この電源は、通常、ホスト装置１側からＤＶＩコネクタ端子３の電源端子に接続された電源線１３と、接地端子に接続された接地線１４を用いて供給される。しかし、送信側のホスト装置１にグラフィックカード等の拡張ボードを搭載すると、電源容量が不足して送信側プラグコネクタ５内の発光素子ユニット７からなる光電変換手段、受信側プラグコネクタ６内の受光素子ユニット９からなる光電変換手段が作動しなくなることがある。このような場合は、図１（Ａ）で示したような外部電源用端子２６を備え、この外部電源用端子２６を電源線１３に接続したコネクタを用い、外部から電源線１３に給電する必要がある。

本発明では、駆動回路装置８及び増幅回路装置１０の電源として、送信側プラグコネクタ５又は受信側プラグコネクタ６の部分から外部電源を取り込んで電源線１３に給電し、これを利用するようにしている。しかし、電源線１３をホスト装置１のＤＶＩコネクタ端子３の電源端子に接続したままで外部電源が接続され、ホスト装置１の電源と外部電源との間に電位差があると、電位の高い方から低い側に電力が流れ込んで無駄な電力消費を生じる。

このため、本発明では、既存のデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの送信側プラグコネクタ５において、電源線１３がホスト装置１のＤＶＩコネクタ端子３の電源端子には接続されないようにしている。具体的には、ホスト装置１の電源端子（１４番ピン）と接続される送信側プラグコネクタ５の端子に、電源線１３が接続されないように電源線１３の一部を破断切除すればよい。

しかし、この破断切除部分を着脱可能な短絡部材や外部から操作可能な開閉部材等を用いて、接続と非接続を簡単に選択できるような構成としておくとよい。これにより、ホスト側からの給電が必要になったときは、簡単に変更することもできる。また、送信側プラグコネクタ５に外部電源端子２６を備えたものが用いられ、この送信側プラグコネクタ５に外部電源を接続するような場合は、外部電源の電源プラグの接続操作によって、自動的にホスト装置１の電源端子との接続が遮断される構成とするようにしてもよい。

また、ホスト装置１の電源端子（１４番ピン）に電源線１３が接続されないようにした場合であっても、ホットプラグ検知用のＨＰＤ端子（１６番ピン）には、抵抗素子１７を介して電源線１３が接続されたままとするのが望ましい。これにより、電源線１３への給電が、ホスト装置１側から行なわれるか否かに関わらず、ＨＰＤ機能を使用することができる。

外部電源としては、通常の１００Ｖ交流電源を所定電圧の直流電源に変換するＡＣアダプタ２７を用いることができる。このＡＣアダプタ２７は、＋５Ｖの直流出力が得られるものが用いられ、送信側プラグコネクタ５又は受信側プラグコネクタ６のいずれか一方で、外部電源用の端子２７ａに接続してモジュール内の電源線１３に給電する。また、外部電源として、ＵＳＢ電源ケーブル２８を用い、手近にある情報装置等のＵＳＢ端子から、＋５Ｖの電源を得るようにしてもよい。手近にある情報装置としては、ホスト装置１或いはビデオ出力表示装置２であってもよい。このＵＳＢ電源ケーブル２８も、送信側プラグコネクタ５又は受信側プラグコネクタ６のいずれか一方に接続する。

以上の如く本発明においては、デジタルビデオ信号インタフェースモジュールの送信側プラグコネクタ５を、電源線１３がホスト装置１の電源端子に接続されない状態にして、外部電源を接続する。これにより、外部電源による発光素子ユニット７を駆動する駆動回路装置８及び受光素子ユニット９の出力を増幅する増幅回路装置１０を安心して作動させることができ、ビデオ出力表示装置２への給電も確保することができる。さらに、本発明においては、既存のコネクタ形状、ケーブル形状、配線形態等を実質的に変えることなく容易に実施することができる。

本発明の対象とするデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの概略とケーブル構造を説明する図である。 本発明によるデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの構成の一例を説明する図である。 従来のデジタルビデオ信号インタフェースモジュールの例を説明する図である。

符号の説明

１…ホスト装置、２…ビデオ出力表示装置、３，４…ＤＶＩコネクタ端子、５…送信側プラグコネクタ、６…受信側プラグコネクタ、７…発光素子ユニット、８…駆動回路装置、９…受光素子ユニット、１０…増幅回路装置、１１…複合ケーブル、１２…光ファイバ、１３…電源線、１４…接地線、１５，１６…ＤＤＣ用のメタル線（シールド線）、１７…ＨＰＤ抵抗素子、２０…コネクタ部、２１…ケーブル部、２２…コネクタ本体、２３…取付けネジ、２４…フード、２５…ケーブル外被、２６，２６ａ，２６ｂ…外部電源用端子、２７…ＡＣアダプタ、２８…ＵＳＢ電源ケーブル、２７ａ，２８ａ…電源プラグ。

Claims (4)

1. ホスト装置から入力されるデジタルビデオ信号を光信号に変換する変換手段を備えた送信側コネクタと、前記光信号を電気信号に変換してビデオ出力表示装置に出力する変換手段を備えた受信側コネクタとを、複数本の光ファイバと複数本のメタル線からなる複合ケーブルで接続したデジタルビデオ信号インタフェースモジュールであって、
   前記複数本のメタル線は少なくとも電源線と接地線を含み、前記電源線は、前記送信側コネクタ内又は受信側コネクタ内で外部電源に接続され、前記ホスト装置の電源端子に接続されないようにしたことを特徴とするデジタルビデオ信号インタフェースモジュール。
2. 前記電源線には、ＡＣアダプタが接続されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルビデオ信号インタフェースモジュール。
3. 前記電源線には、ＵＳＢ電源ケーブルが接続されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルビデオ信号インタフェースモジュール。
4. 前記電源線は、ホスト装置のホットプラグ検知端子（ＨＰＤ端子）に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のデジタルビデオ信号インタフェースモジュール。

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