JP2007150990A - 映像信号復調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＧＣ回路が最大に動作するような場合であっても切換スイッチを正しく切換えてノイズ映像がモニタに出力されるのを確実に防止する。
【解決手段】駅のホームにテレビカメラを設置し、テレビカメラにより列車及びホームを撮影してＦＭ変調し、送光器により車上の受光器に光伝送し、上記受光器の出力信号を映像信号復調装置１２で復調して運転室のモニタ装置に表示するシステムにおいて、上記映像信号復調装置１２内に第１の切換スイッチ２７及び第２の切換スイッチ３７を設けると共に上記切換スイッチ２７、３７を受信信号レベルに応じて切換制御するスケルチレベル判定回路３３を設けてスケルチ機能を二重化し、ノイズによる誤動作を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駅のホームにＩＴＶカメラ（Industrial Television camera：産業用テレビジョンカメラ）を設置し、列車がホームに停車した際、上記ＩＴＶカメラにより列車及びホームを撮影して光ビームにより列車側に伝送する光空間伝送システムにおいて、ＩＴＶカメラから列車側に送られてくる映像信号を復調処理する映像信号復調装置に関する。

従来、列車による交通機関においては、駅のホームにＩＴＶカメラを設置して列車及びホームを撮影し、列車がホームに停車している間及び列車がホームから所定距離離れるまでの間、光空間伝送システムにより地上から車上へ映像信号を空間伝送して乗務員室のモニタ装置に映し出し、これを乗務員が監視することによって扉の開閉確認を行ない、発車時のホーム上の乗客に対する事故を未然に防止すると共に列車運行の円滑化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。

例えば地下鉄のワンマン運転における光空間伝送システムでは、ホーム上に設置したＩＴＶカメラによる撮影画像を、トンネル内に設置した送光器から車上に設けられている受光器に向けて光信号で伝送し、映像信号復調装置で復調して乗務員室のモニタ装置に映し出すことにより、運転士が着座しながらホームの安全確認ができるようにしている。

この場合、上記車両に搭載される映像信号復調装置には、ホームを通り過ぎた後、ホーム監視の必要がなくなるトンネル内走行中において、映像出力を強制的に黒レベル発生部側に切換えてモニタの表示を停止させる切換スイッチが組み込まれている。これはトンネル内のホーム監視が不必要な場所でノイズ画面をモニタに表示すると運転の妨げになるからである。
特開２００３−１３４５０６号公報

上記のように車両側の映像信号復調装置に映像出力を強制的に切換える切換スイッチを組み込むことにより、ホーム監視が不必要な場所でのモニタ表示を停止することが可能となる。

しかし、従来の映像信号復調装置では、ホーム側から送られてくる正規の信号が小さくなる、若しくは無くなると、ＡＧＣ回路が最大に動作し、それによって映像増幅器で増幅されたノイズが切換スイッチの制御回路を誤動作させ、ノイズ映像がモニタに出力されてしまうという問題がある。

また、列車システムの保守や不具合対応時においては、列車側における光信号受信レベルを確認することが必要であるが、従来では例えばスぺクトラムアナライザ等の特殊で高価な機器を列車内に持ち込んで光信号の受信レベルを確認している。このように従来では、光信号の受信レベルの確認に高価な専用測定器が必要であり、保守作業を簡単に行なうことができず、システム不具合時の判断を迅速に行なうことができないという問題がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、受信信号が小さくなってＡＧＣ回路が最大に動作するような場合であっても切換スイッチを正しく切換えることができ、ノイズ映像がモニタに出力されるのを確実に防止することができる映像信号復調装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、システムの保守や不具合対応時に、高価な専用測定器を用いることなく受信信号のレベルを確認でき、保守作業を簡略化できると共にシステム不具合時の判断を迅速に行なうことができる映像信号復調装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、ＦＭ変調された映像入力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器のゲインを制御するＡＧＣ回路と、前記増幅器で増幅された信号を検波して映像信号を出力するＦＭ検波回路と、前記ＦＭ検波回路から出力される映像信号を増幅する映像増幅器と、前記ＦＭ検波回路から映像増幅器へ送られる映像信号をオン／オフする第１のスイッチと、黒レベル信号を発生する黒レベル発生部と、前記映像増幅器の出力信号と黒レベル発生部から出力される黒レベル信号を切換えて出力する第２のスイッチと、前記増幅器の出力信号のレベルを直流信号に変換して出力する振幅検波回路及び対数増幅器からなる信号レベル出力回路と、前記信号レベル出力回路の出力信号のレベルを判定して前記第１及び第２のスイッチを切換制御するスケルチレベル判定回路とを具備し、前記スケルチレベル判定回路は、前記増幅器の出力信号が基準値より大きい場合に前記第１のスイッチをオンすると共に前記第２のスイッチを映像増幅器側に切換え、前記増幅器の出力信号が基準値以下の場合に前記第１のスイッチをオフすると共に前記第２のスイッチを黒レベル発生部側に切換えることを特徴とする。

第２の発明は、前記第１の発明に係る映像信号復調装置において、前記信号レベル出力回路の出力信号を外部に出力する外部出力端子を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、映像信号復調装置に第１及び第２のスイッチを設け、増幅器の出力信号のレベルをスケルチレベル判定回路で判定し、第１及び第２のスイッチを切換えて復調出力を制御することにより、受信信号が小さくＡＧＣ回路が最大に動作しても、映像増幅器で増幅されたノイズがスケルチレベル判定回路を誤動作させる恐れは全くなく、第１及び第２の切換スイッチを正しく切換えることができ、ノイズ映像が出力されてしまうという誤動作を確実に防止することができる。

また、信号レベル出力回路から出力される信号を外部出力端子より外部に取り出すことができるで、システムの保守や不具合対応時は、外部出力端子に一般的な直流電圧用記録計を接続して信号の受信レベルを容易に確認することができる。このため高価な専用測定器を用いることなく、保守作業を簡略化できると共にシステム不具合時の判断を迅速に行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る光空間伝送システムの全体の構成図で、列車が隧道（トンネル）内を走行する場合を例として示している。図１に示すように駅のホーム１に複数台のテレビカメラ例えば２台のＩＴＶ（Industrial Television camera）カメラ２ａ、２ｂを設置し、ホーム１に停車した列車３のホーム側を撮影する。上記ＩＴＶカメラ２ａ、２ｂにより撮影された画像は、画像処理装置４に送られて画面合成及びＦＭ変調処理され、その後、位相制御部５を介して送光回路部６へ送られる。この送光回路部６は、画像処理装置４から送られてくる映像信号により送光器７を駆動し、光ビーム８を列車３に向けて送出する。

上記位相制御部５、送光回路部６及び送光器７は、例えばホーム１に停車した列車３の後方に位置するように隧道９内に設置される。上記ＩＴＶカメラ２ａ、２ｂにより撮影された画像は、列車３がホーム１に停車している間及びホーム１から所定距離離れるまで、送光器７から車上の受光器１１に伝送される。

一方、列車３の運転席のフロントガラス部に外に向けて受光器１１が設置され、列車３がホーム１に停車している間及びホーム１から所定距離離れるまで送光器７からの光ビーム８を受けてその通信が確立している。上記運転席は、列車３の前部、後部のどちらでも可能である。

図１では、列車３の最後部に受光器１１が設置され、送光器７から送られてくる光ビーム８を受光し、電気信号（ＦＭ信号）に変換して映像信号復調装置１２に入力する。映像信号復調装置１２は、受光器１１から出力されるＦＭ信号を復調し、車上伝送路１３を介して列車３の前部運転室に設置されているモニタ装置１４へ伝送する。列車３の運転士は、モニタ装置１４に映し出される画像、すなわちＩＴＶカメラ２ａ、２ｂにより撮影された画像を監視し、列車扉の開閉確認と、発車時のホーム１上における乗客の安全を確認する。

次に、上記映像信号復調装置１２の詳細な構成について図２を参照して説明する。
図２に示すように、図１の受光器１１から送られてくるＦＭ変調された映像信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）により選択されてＡＧＣ回路２２に入力される。このＡＧＣ回路２２は、増幅器を備え、出力信号のレベルが所定のレベルに保たれるように増幅器のゲインを制御する。上記ＡＧＣ回路２２から出力される信号は、緩衝増幅器２３及び多段飽和増幅器２４ａ〜２４ｎに入力されて増幅される。多段飽和増幅器２４ａ〜２４ｎで増幅された信号は、リミッタ２５に入力されて一定の振幅レベルに揃えられ、ＦＭ検波回路２６によりＦＭ検波されて映像信号が取り出される。このＦＭ検波回路２６で検波された映像信号は、第１の切換スイッチ２７の固定端子ａに入力される。この第１の切換スイッチ２７は、固定端子ａ、ｂと切換端子ｃを備えており、後述するスケルチレベル判定回路３３から与えられる切換信号によって切換端子ｃが固定端子ａ又はｂ側に切換えられる。そして、上記固定端子ｂと接地間に擬似抵抗２８が接続される。この擬似抵抗２８の値は、例えばＦＭ検波回路２６の出力インピーダンスと等しい値に設定される。

また一方、上記緩衝増幅器２３の出力信号は、信号レベル出力回路３０に入力される。この信号レベル出力回路３０は、振幅検波回路３１と対数増幅器３２により構成される。振幅検波回路３１は、緩衝増幅器２３で増幅されたＦＭ信号を振幅検波し、ＦＭ信号の振幅レベルを直流レベルに変換して出力する。対数増幅器３２は、振幅検波回路３１から出力される直流レベルの信号を対数処理し、図３の特性図に示すように入力レベルと出力レベルが直線的な関係で表せるように処理する。図３は対数増幅器３２の入出力特性の一例であり、横軸に入力信号（ｄＢｍ）をとり、縦軸に出力信号（Ｖ）をとって示した。

上記のように信号レベル出力回路３０からは、緩衝増幅器２３で増幅されたＦＭ信号のレベルが直流電圧に変換されて出力される。この信号レベル出力回路３０の出力信号は、スケルチレベル判定回路３３に入力されると共に、外部出力端子３４を介して外部に取り出せるようになっている。

上記スケルチレベル判定回路３３は、信号レベル出力回路３０から送られてくる信号レベルと予め設定された基準値とを比較し、信号レベルが基準値以下に低下したかどうかを判定し、信号レベルが基準値より大きい場合に“１”信号、基準値以下となった場合に“０”信号を出力する。すなわち、スケルチレベル判定回路３３は、送光器７から送られてくる映像信号のレベルが十分に大きい場合には“１”信号を出力し、列車３がホーム１を離れて送光器７から送られてくる信号のノイズが増大し、映像信号のレベルが基準値以下となった場合に“０”信号を出力する。

上記スケルチレベル判定回路３３の出力信号は、第１の切換スイッチ２７及び後述する第２の切換スイッチ３７の制御端子へ切換信号として送られる。上記第１の切換スイッチ２７の切換端子ｃから出力される映像信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３５を介して映像増幅器３６へ送られる。この映像増幅器３６で増幅された信号は、第２の切換スイッチ３７の固定端子ａに入力される。第２の切換スイッチ３７は、固定端子ａ、ｂ及び切換端子ｃを備えており、上記スケルチレベル判定回路３３から与えられる切換信号によって切換端子ｃが固定端子ａ又はｂ側に切換えられる。上記第２の切換スイッチ３７の固定端子ｂには、黒レベル発生部３８から黒レベル信号が入力される。

上記第２の切換スイッチ３７の切換端子ｃから出力される映像信号あるいは黒レベル信号は、図１に示したように車上伝送路１３を介してモニタ装置１４へ送られる。

次に上記実施形態の全体の動作を説明する。
駅のホーム１に設置されたＩＴＶカメラ２ａ、２ｂは、ホーム１に入ってきた列車３のホーム側を撮影する。ＩＴＶカメラ２ａ、２ｂにより撮影された画像は、画像処理装置４に送られて画面合成及びＦＭ変調処理され、その後、位相制御部５を介して送光回路部６へ送られる。送光回路部６は、画像処理装置４から送られてくる映像信号により送光器７を駆動し、光ビーム８を列車３に向けて送出する。

一方、列車３は、ホーム１に入ると、上記送光器７から送られてくる光ビーム８を受光器１１で受光し、電気信号（ＦＭ信号）に変換して映像信号復調装置１２に入力する。映像信号復調装置１２に入力されたＦＭ信号は、図２に詳細を示すようにバンドパスフィルタ２１により選択され、ＡＧＣ回路２２を介して緩衝増幅器２３及び多段飽和増幅器２４ａ〜２４ｎへ送られて増幅される。多段飽和増幅器２４ａ〜２４ｎで増幅された信号は、リミッタ２５で振幅レベルが一定に揃えられた後、ＦＭ検波回路２６に入力されてＦＭ検波される。このＦＭ検波によって映像信号が取り出され、第１の切換スイッチ２７の固定端子ａに入力される。

一方、緩衝増幅器２３の出力信号は、上記多段飽和増幅器２４ａに入力される他、信号レベル出力回路３０に入力される。信号レベル出力回路３０に入力されたＦＭ信号は、振幅検波回路３１で振幅検波された後、対数増幅器３２で対数処理され、入力レベルと出力レベルが直線的な関係で変化する直流電圧に変換されて出力される。この信号レベル出力回路３０から出力される直流電圧は、緩衝増幅器２３から出力されるＦＭ信号のレベルを示している。

上記信号レベル出力回路３０の出力信号は、スケルチレベル判定回路３３へ送られる。スケルチレベル判定回路３３は、信号レベル出力回路３０から出力される信号レベルと予め設定された基準値とを比較し、信号レベルが基準値より大きい場合に“１”信号、基準値以下となった場合に“０”信号を出力する。

通常、列車３がホーム１に停車している状態では、送光器７から送出される光ビーム８が十分に大きいレベルで受光器１１に受光されているので、信号レベル出力回路３０から出力される信号レベルは高い値に保持されている。従って、信号レベル出力回路３０から出力される信号レベルは、スケルチレベル判定回路３３の基準値よりも十分に大きい値であり、スケルチレベル判定回路３３から“１”信号が出力される。スケルチレベル判定回路３３から“１”信号が出力されると、第１の切換スイッチ２７及び第２の切換スイッチ３７は、切換端子ｃが固定端子ａ側に切換えられる。

このためＦＭ検波回路２６でＦＭ検波された映像信号は、第１の切換スイッチ２７及びローパスフィルタ３５を介して映像増幅器３６に入力されて増幅され、更に第２の切換スイッチ３７を介して復調出力信号として取り出される。この第２の切換スイッチ３７を介して取り出される復調出力信号は、車上伝送路１３を介してモニタ装置１４へ送られる。これにより列車３の運転士は、モニタ装置１４に映し出される画像を監視し、列車扉の開閉確認及び発車時のホーム１上における乗客の安全を確認することができる。

そして、列車３が発車すると、その走行に伴って地上側の送光器７と列車３側の受光器１１との間隔が大きくなり、受光器１１で受光される光ビーム８のレベルが徐々に低下する。この結果、映像信号復調装置１２では、緩衝増幅器２３の出力信号が小さくなり、信号レベル出力回路３０から出力される信号レベルも徐々に低下する。スケルチレベル判定回路３３は、信号レベル出力回路３０から出力される信号のレベルが基準値より大きい間は、“１”信号を出力し続けている。

しかし、列車３がホーム１から離れ、送光器７と受光器１１との間隔が大きくなって受光器１１で受光される光ビーム８のレベルが更に低下し、信号レベル出力回路３０から出力される信号のレベルが基準値以下になると、スケルチレベル判定回路３３の出力が“１”から“０”信号に切り換わる。スケルチレベル判定回路３３から“０”信号が出力されると、第１の切換スイッチ２７及び第２の切換スイッチ３７は、切換端子ｃが固定端子ｂ側に切換えられる。

第１の切換スイッチ２７の切換端子ｃが固定端子ｂ側に切換えられると、ＦＭ検波回路２６で検波された映像信号がローパスフィルタ３５に入力されなくなると共に、ローパスフィルタ３５の入力端子が擬似抵抗２８を介して接地される。また、第２の切換スイッチ３７の切換端子ｃが固定端子ｂ側に切換えられることによって、黒レベル発生部３８で発生した黒レベル信号が選択され、車上伝送路１３を介してモニタ装置１４へ送られる。このためモニタ装置１４には何も表示されなくなる。すなわち、列車３がホーム１から離れ、運転士がホーム１上の映像を監視する必要がなくなった場合にモニタ装置１４上の画像表示が停止されるので、運転士はモニタ装置１４の表示に気をとられることなく、運転に集中することができる。

上記のようにスケルチレベル判定回路３３から“０”信号が出力された際に、第１の切換スイッチ２７の切換端子ｃを固定端子ｂ側に切換えてＦＭ検波回路２６と映像増幅器３６との間を遮断しているので、ホーム１側から送られてくる正規の信号が小さく、若しくは無くなってＡＧＣ回路２２が最大に動作しても、映像増幅器３６で増幅されたノイズがスケルチレベル判定回路３３を誤動作させる恐れは全くなく、第１及び第２の切換スイッチ２７、３７を正しく切換えることができ、ノイズ映像がモニタ装置１４に出力されてしまうという誤動作を確実に防止することができる。

また、上記実施形態では、信号レベル出力回路３０から出力される信号を外部出力端子３４より外部に取り出すことができるように構成しているので、列車システムの保守や不具合対応時は、外部出力端子３４に一般的な直流電圧用記録計を接続して光信号の受信レベルを容易に確認することができる。このため高価な専用測定器を用いることなく光信号の受信レベルを確認でき、保守作業を簡略化できると共にシステム不具合時の判断を迅速に行なうことができる。

なお、上記実施形態では、列車３が隧道（トンネル）９内を走行する場合を例として説明したが、列車３が地上を走行する場合においても、同様にして実施し得るものである。

また、上記実施形態では、駅のホーム１に停車した列車３に対し、後方から車上の受光器１１に光信号を送信する場合について示したが、列車３の前方から車上の受光器１１に光信号を送信する場合においても、同様にして実施し得るものである。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係る光空間伝送システムの全体の構成図である。 同実施形態における映像信号復調装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図２の映像信号復調装置における対数増幅器の入力信号と出力信号との関係を示す特性図である。

符号の説明

１…ホーム、２ａ、２ｂ、…、…ＩＴＶカメラ、３…列車、４…画像処理装置、５…位相制御部、６…送光回路部、７…送光器、８…光ビーム、９…隧道、１１…受光器、１２…映像信号復調装置、１３…車上伝送路、１４…モニタ装置、２１…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２２…ＡＧＣ回路、２３…緩衝増幅器、２４ａ〜２４ｎ…多段飽和増幅器、２５…リミッタ、２６…ＦＭ検波回路、２７…第１の切換スイッチ、２８…擬似抵抗、３０…信号レベル出力回路、３１…振幅検波回路、３２…対数増幅器、３３…スケルチレベル判定回路、３４…外部出力端子、３５…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３６…映像増幅器、３７…第２の切換スイッチ、３８…黒レベル発生部。

Claims (2)

1. ＦＭ変調された映像入力信号を増幅する増幅器と、前記増幅器のゲインを制御するＡＧＣ回路と、前記増幅器で増幅された信号を検波して映像信号を出力するＦＭ検波回路と、前記ＦＭ検波回路から出力される映像信号を増幅する映像増幅器と、前記ＦＭ検波回路から映像増幅器へ送られる映像信号をオン／オフする第１のスイッチと、黒レベル信号を発生する黒レベル発生部と、前記映像増幅器の出力信号と黒レベル発生部から出力される黒レベル信号を切換えて出力する第２のスイッチと、前記増幅器の出力信号のレベルを直流信号に変換して出力する振幅検波回路及び対数増幅器からなる信号レベル出力回路と、前記信号レベル出力回路の出力信号のレベルを判定して前記第１及び第２のスイッチを切換制御するスケルチレベル判定回路とを具備し、
   前記スケルチレベル判定回路は、前記増幅器の出力信号が基準値より大きい場合に前記第１のスイッチをオンすると共に前記第２のスイッチを映像増幅器側に切換え、前記増幅器の出力信号が基準値以下の場合に前記第１のスイッチをオフすると共に前記第２のスイッチを黒レベル発生部側に切換えることを特徴とする映像信号復調装置。
2. 請求項１に記載の映像信号復調装置において、前記信号レベル出力回路の出力信号を外部に出力する外部出力端子を備えたことを特徴とする映像信号復調装置。

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