JP2007295284A - デジタル信号の送信装置および送信方法、デジタル信号の受信装置および受信方法、並びにデジタル信号伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル信号を同軸ケーブルで良好に伝送する。
【解決手段】カメラ１０１側とＣＣＵ１０５側とをトライアックスケーブル１０３で接続する。カメラ１０１側からＣＣＵ１０５側に本線信号としての輝度信号および色差信号を送信する。これら輝度信号および色差信号に対してそれぞれ変換ユニット１０２で直交周波数分割多重変調（ＯＦＤＭ）を行って、それぞれの変調信号をケーブル１０３を通じてＣＣＵ１０５側に送る。ＣＣＵ１０５側では、変換ユニット１０４で復調を行って、輝度信号および色差信号をＣＣＵ１０５に供給する。ＣＣＵ１０５側からカメラ１０１側に送るリターンビデオ信号に関しても、変換ユニット１０４で同様の変調を行ってケーブル１０３に送出する。ケーブル１０３を通る各変調信号の周波数帯域は互いに異なるようにシフトされている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばカメラとカメラコントロールユニット（ＣＣＵ）との間のビデオ信号の伝送に適用して好適なデジタル信号の送信装置および送信方法、デジタル信号の受信装置および受信方法、並びにデジタル信号伝送システムに関する。

従来、複数のカメラを運用する場合、例えばスタジオでのドラマ撮影や、野球中継などにおいては、複数のカメラはそれぞれ必要な場面を撮影するために、異なる場所に置かれる。そして、これらの複数のカメラは、通常一カ所で集中的にコントロールされている。

各カメラは、カメラをコントロールすると共に、カメラに電力を供給するためのカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）にそれぞれ接続される。これは必要な電源を一カ所で確保すれば、各カメラに電力を供給することができるからである。また、それぞれのカメラに位相差のない同期をかけることによって、複数のＣＣＵからの信号を入力し、所定の信号を選択的に出力するスイッチャへの入力が容易になる等の理由から、集中コントロールの方が便利であるからである。

カメラとＣＣＵとの間で相互にビデオ信号の伝送が行われる。すなわち、カメラからＣＣＵに本線信号として撮像ビデオ信号が送られ、逆にＣＣＵからカメラにはカメラマンが録画またはオンエアされる最終の本線映像を確認するためのリターンビデオ信号が送られる。

従来、カメラとＣＣＵと間の双方向ビデオ信号伝送には大きく分けて以下のような３種類の方法のものがある。

（１）光ファイバを用いて伝送を行なうものがある。カメラとＣＣＵ間のビデオ伝送は双方向伝送であるため、デジタル伝送を行なう場合には光ファイバを上り下りに１本ずつ２本用いて行なうのが一般的である。すなわち、本線信号をカメラからＣＣＵに送るために光ファイバを１本使用し、リターンビデオ信号をＣＣＵからカメラに送るためにもう１本光ファイバを使用する。

図６は、光ファイバを使用した伝送システム２００Ａを示している。この伝送システム２００Ａは、カメラ２０１とＣＣＵ２０２とが光ファイバ２０３で接続されて構成されている。ＣＣＵ２０２には、リモートコントローラ２０４およびモニタ２０５〜２０７が接続されている。

（２）トライアックスケーブルと呼ばれる一種の同軸ケーブルを用いて伝送を行うものがある。トライアックスケーブルという二重シールド線を使用し、電源を含めた双方向の信号を変調し、周波数多重伝送する方法である。このようにトライアックスケーブルを用いた伝送システムは、例えば特許文献１に記載されている。

図７は、トライアックスケーブルを使用したアナログ伝送システム２００Ｂを示している。この伝送システム２００Ｂは、カメラ２０１とＣＣＵ２０２とがトライアックスケーブル２０８で接続されて構成されている。

この場合、カメラ２０１から出力される本線信号としてのデジタルビデオ信号、およびＣＣＵ２０２から出力されるリターンビデオ信号を、それぞれ、Ｄ/Ａ変換器を用いて一度アナログビデオ信号に変換した後ＦＭ変調あるいはＡＭ変調を行い、マルチプレックスフィルタを用いて周波数多重方式で双方向伝送を行い、受信した側では一度ＦＭ復調あるいはＡＭ復調を行った後得られたアナログビデオ信号をＡ／Ｄ変換してデジタルビデオ信号に変換し出力している。

図８は、カメラ２０１側およびＣＣＵ２０２側の回路構成例を示している。カメラ２０１側では、本線信号としてのデジタルビデオ信号、つまり１０ビットパラレルデータである輝度信号Ｙと１０ビットパラレルデータである色差信号Ｃｂ／Ｃｒとを、それぞれ、Ｄ／Ａ変換器２１０，２１１でデジタル信号からアナログ信号に変換し、その後、ＡＭ変調器２１３，２１４でＡＭ変調し、それぞれをマルチプレックスフィルタ２１４で合成して、トライアックスケーブル２０８に送出している。なお、色差信号Ｃｂ／Ｃｒは、青色差信号Ｃｂと赤色差信号Ｃｒとの順次信号を示している。

これに対応して、ＣＣＵ２０２側では、トライアックスケーブル２０８からマルチプレックスフィルタ２１５で輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／ＣｒのＡＭ変調信号を分離して取り出し、その後、これらＡＭ変調信号をＡＭ復調器２１６，２１７で復調し、それぞれをＡ／Ｄ変換器２１８，２１９でアナログ信号からデジタル信号に変換して、１０ビットパラレルデータである輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを得ている。

また、ＣＣＵ２０２側では、１０ビットパラレルデータであるリターンビデオ信号Ret.Video（輝度信号Ｙ）を、Ｄ／Ａ変換器２２０でデジタル信号からアナログ信号に変換し、その後、ＦＭ変調器２２１でＦＭ変調し、それをマルチプレックスフィルタ２１５を通してトライアックスケーブル２０８に送出している。

これに対応して、カメラ２０１側では、トライアックスケーブル２０８からマルチプレックスフィルタ２１４でリターンビデオ信号Ret. VideoのＦＭ変調信号を取り出し、その後、このＦＭ変調信号をＦＭ復調器２２２で復調し、それをＡ／Ｄ変換器２２３でアナログ信号からデジタル信号に変換して、１０ビットパラレルデータであるリターンビデオ信号Ret. Video(Ｙ)を得ている。

図９は、トライアックスケーブルを用いたアナログ伝送システムの周波数配置例を示している。カメラ２０１側からＣＣＵ２０２側に送信されるＡＭ変調信号（色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）の中心周波数は２１．６ＭＨｚ、同じくカメラ２０１側からＣＣＵ２０２側に送信されるＡＭ変調信号（輝度信号Ｙ）の中心周波数は６４．８ＭＨｚ、そして、ＣＣＵ２０２側からカメラ２０１側に送信されるＦＭ変調信号（輝度信号Ｙ）の中心周波数は１２６ＭＨとされ、それぞれの周波数帯域が異なるようにされている。

なお、図８の回路構成例には図示していないが、カメラ２０１とＣＣＵ２０２との間ではオーディオ信号や制御信号も周波数多重されて伝送されている。図９には、カメラ２０１側からＣＣＵ２０２側に送信されるオーディ信号ＳＡ１およびＣＣＵ２０２側からカメラ２０１側に送信されるオーディオ信号ＳＡ２も示している。

（３）トライアックスケーブルを用いたデジタルビデオの双方向伝送システムとして時間領域多重方式を用いて伝送するものがある。すなわち、時間を区切って交互に本線ビデオ信号を送る時間とリターンビデオ信号を送る時間とを決め、これを繰り返しながら双方向伝送を行なうものであるが、時間の管理が難しく、また伝送距離が長くなると送ったビデオ信号が届くまでの待ち時間が長くなりビデオ信号を送るための時間が短くなる。
特開平１０−３４１３５７号公報

（１）の場合には、光ファイバが非常に広帯域の信号を伝送でき、また光パワーの伝送損失も小さいため、簡単に長距離伝送できる。このためＨＤ(High-Definition)カメラシステムのような場合にはこれが主流である。しかし、光ファイバが高価であることと、屋外や埃や塵が多い場所で使う場合には接続に大変気を使わなくてはならず、コネクタの端面のクリーニングが厄介である。また乱暴に取り扱うと切れてしまい、一度切れてしまうと修理が難しいなどの問題点がある。

（２）の場合にはカメラあるいはＣＣＵから出力されたデジタルビデオ信号を一度アナログ信号に戻し、さらに出力側では再度デジタルビデオ信号に戻すため、信号の劣化が避けられない。また、伝送ではアナログ信号でのＦＭ変復調あるいはＡＭ変復調を行なうため、ここでもＳ／Ｎの劣化が起こる。また、伝送距離が長くなると伝送路のＣ／Ｎが劣化するためビデオのＳ／Ｎが悪くなる。

（３）の場合には、時間の管理が難しく、また伝送距離が長くなると送ったビデオ信号が届くまでの待ち時間が長くなってビデオ信号を送るための時間が短くなるため、ＨＤビデオ信号のような広帯域の信号は伝送できないという問題点がある。

この発明の目的は、デジタル信号を同軸ケーブルで良好に伝送可能とすることにある。

この発明の概念は、
同軸ケーブルに接続されて使用され、上記同軸ケーブルを介して他の装置にデジタル信号を送信するデジタル信号送信装置であって、
送信すべきデジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調する変調部と、
上記変調部で生成された変調信号を上記同軸ケーブルに送出する信号送出部と
を備えることを特徴とするデジタル信号送信装置にある。

この発明においては、送信すべきデジタル信号が直交周波数分割多重方式で変調される。例えば、カメラからＣＣＵに同軸ケーブルを介して本線信号（撮像ビデオ信号）としてのデジタルビデオ信号（例えば輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）を送る場合には、この本線信号としてのデジタルビデオ信号が送信すべきデジタル信号となる。また例えば、ＣＣＵからカメラに同軸ケーブルを介してリターンビデオ信号としてのデジタルビデオ信号（例えば輝度信号Ｙ）を送る場合には、このリターンビデオ信号としてのデジタルビデオ信号が送信すべきデジタル信号となる。

変調信号は同軸ケーブルに送出される。この場合、変調信号の周波数帯域がベースバンドのまま同軸ケーブルに送出されるか、あるいは変調信号の周波数帯域がベースバンドから所定の周波数帯域にシフトされて同軸ケーブルに送出される。所定の周波数帯域にシフトされるものにあっては、例えば送信先からも当該同軸ケーブルを介して同様の変調信号が送られてくる場合に、その送られてくる変調信号の周波数帯域と重ならないようにすることが可能となる。

送信すべきデジタル信号が複数ある場合には、それら複数のデジタル信号がそれぞれ直交周波数分割多重方式で変調され、それぞれの変調信号の周波数帯域がベースバンドから互いに異なる周波数帯域にシフトされ、その後に周波数帯域がシフトされた複数の変調信号が合成されて同軸ケーブルに送出される。これにより、複数のデジタル信号を互いに干渉させることなく良好に送信できる。

例えば、カメラからＣＣＵに同軸ケーブルを介して輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを送る場合、これら２つの信号が独立して変調処理され、さらにその後に変調信号の周波数帯域が互いに異なるようにシフトされて、同軸ケーブルに送出される。

上述したように同軸ケーブルに送出された変調信号は、当該同軸ケーブルを介して他の装置に供給される。他の装置では、まず、同軸ケーブルからこの変調信号を取得することが行われる。そして、取得された変調信号が復調されて、受信すべきデジタル信号が得られる。

なお、同軸ケーブルから得られた変調信号の周波数帯域がベースバンドから所定の周波数帯域にシフトされている場合には、その周波数帯域がベースバンドに戻されたのちに、復調処理が行われる。複数のデジタル信号に係る複数の変調信号が送られてくる場合には、それぞれの変調信号が分離されて得られ、それぞれ、独立して周波数帯域のシフト処理および復調処理が行われる。

このように、送信すべきデジタル信号が直交周波数分割多重方式で変調された後に同軸ケーブルに送出されるものであり、デジタル信号のビットレートに対してシンボルレートを低くできるため、コネクタ部等で反射があってもその影響を受けにくく、デジタル信号を同軸ケーブルで良好に伝送できる。また、アナログ信号に変換してＡＭ変調あるいはＦＭ変調して同軸ケーブルで伝送するものではなく、Ｓ／Ｎの劣化を伴わず、アナログの伝送システムに比べて長距離化が可能となる。

この発明によれば、デジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調して同軸ケーブルに送出するものであり、デジタル信号のビットレートに対してシンボルレートを低くできるため、コネクタ部等で反射があってもその影響を受けにくく、デジタル信号を同軸ケーブルで良好に伝送できる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのトライアックスケーブルを用いた伝送システム１００の構成を示している。この伝送システム１００は、カメラ１０１と、変換ユニット１０２と、同軸ケーブルとしてのトライアックスケーブル１０３と、変換ユニット１０４と、ＣＣＵ１０５とを有している。

カメラ１０１は被写体を撮像する。このカメラ１０１からＣＣＵ１０５に、撮像ビデオ信号が、本線信号として送信される。ＣＣＵ１０５はカメラ１０１をコントロールすると共に、カメラ１０１に電力を供給する。このＣＣＵ１０５からカメラ１０１に、リターンビデオ信号が送信される。このＣＣＵ１０５には、リモートコントローラ１０６およびモニタ１０７〜１０９が接続されている。

変換ユニット１０２は、カメラ１０１とトライアックスケーブル１０３との間に設けられている。この変換ユニット１０２は、カメラ１０１から出力される本線信号を構成するデジタルビデオ信号である輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒをそれぞれ直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で変調すると共に、それぞれの変調信号の周波数帯域をベースバンドから互いに異なる周波数帯域にシフトして、トライアックスケーブル１０３に送出する。また、変換ユニット１０２は、ＣＣＵ１０５側からトライアックスケーブル１０３を介して送られてくる、リターンビデオ信号Ret. Video（輝度信号Ｙ）を直交周波数分割多重方式で変調して得られた変調信号の周波数帯域をベースバンドにシフトすると共に、復調してリターンビデオ信号Ret. Videoを得、このリターンビデオ信号Ret. Videoをカメラ１０１に供給する。

図２は、トライアックスケーブル１０３を介して伝送される、本線信号およびリターンビデオ信号に係る各変調信号の周波数配置例を示している。本線信号を構成する輝度信号Ｙの変調信号Ｍｙはその中心周波数がＦ１となるように周波数シフトされ、本線信号を構成する色差信号Ｃｂ／Ｃｒの変調信号Ｍｃはその中心周波数がＦ２となるように周波数シフトされ、さらにリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）の変調信号Ｍｒはその中心周波数がＦ３となるように周波数シフトされている。このように各変調信号が互いに重ならないように周波数シフトされていることで、これら各変調信号を、従って輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒおよびリターンビデオ信号Ret. Videoを互いに干渉させずにトライアックスケーブル１０３内を伝送させることが可能となる。

変換ユニット１０４は、ＣＣＵ１０５とトライアックスケーブル１０３との間に設けられている。この変換ユニット１０４は、ＣＣＵ１０５から出力されるデジタルビデオ信号であるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）をＯＦＤＭ方式で変調すると共に、その変調信号の周波数帯域をベースバンドから、その中心周波数がＦ３（図２参照）となるようにシフトして、トライアックスケーブル１０３に送出する。また、変換ユニット１０４は、カメラ１０１からトライアックスケーブル１０３を介して送られてくる、本線信号を構成するデジタルビデオ信号である輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／ＣｒをそれぞれＯＦＤＭ方式で変調して得られた変調信号の周波数帯域をベースバンドにシフトすると共に、復調して輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを得、これらの信号をＣＣＵ１０５に供給する。

図１に示すトライアックスケーブルを用いた伝送システム１００の動作を説明する。

カメラ１０１から出力される本線信号を構成する輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒはカメラ１０１側の変換ユニット１０２に供給される。この変換ユニット１０２では、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／ＣｒがそれぞれＯＦＤＭ方式で変調される。そして、輝度信号Ｙに係る変調信号Ｍｙは、図２に示すように、その中心周波数がＦ１となるように周波数シフトされた後に、トライアックスケーブル１０３に送出される。また、色差信号Ｃｂ／Ｃｒに係る変調信号Ｍｃは、図２に示すように、その中心周波数がＦ２となるように周波数シフトされた後にトライアックスケーブル１０３に送出される。

このようにトライアックスケーブル１０３に送出された変調信号Ｍｙ，Ｍｃは、当該トライアックスケーブル１０３を介して、ＣＣＵ１０５側の変換ユニット１０４に供給される。この変換ユニット１０４では、変調信号Ｍｙ，Ｍｃの周波数帯域がそれぞれベースバンドにシフトされた後に当該変調信号Ｍｙ，Ｍｃが復調されて、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒが得られる。そして、変換ユニット１０４からこれら輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／ＣｒがＣＣＵ１０５に供給される。

一方、ＣＣＵ１０５から出力されるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）はＣＣＵ１０５側の変換ユニット１０４に供給される。この変換ユニット１０４では、リターンビデオ信号Ret. VideoがＯＦＤＭ方式で変調される。そして、このリターンビデオ信号Ret.Videoに係る変調信号Ｍｒは、図２に示すように、その中心周波数がＦ３となるように周波数シフトされた後に、トライアックスケーブル１０３に送出される。

このようにトライアックスケーブル１０３に送出された変調信号Ｍｒは、当該トライアックスケーブル１０３を介して、カメラ１０１側の変換ユニット１０２に供給される。この変換ユニット１０２では、変調信号Ｍｒの周波数帯域がベースバンドにシフトされた後に当該変調信号Ｍｒが復調されて、リターンビデオ信号Ret. Videoが得られる。そして、このリターンビデオ信号Ret. Videoが変換ユニット１０２からカメラ１０１に供給される。

次に、カメラ１０１側の構成、つまりカメラ１０１および変換ユニット１０２の構成の詳細を説明する。図３は、その構成を示している。

カメラ１０１は、撮像レンズ等から構成される撮像光学系１１１と、赤、緑、青の撮像信号をそれぞれ得るためのＣＣＤ(Charge Coupled Devices)固体撮像素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂと、アナログ信号処理部１１３と、デジタル信号処理部１１７と、シリアル信号からパラレル信号への変換およびその逆の変換を行うための変換器１１８と、ビューファインダ１１９とを有している。

アナログ信号処理部１１３は、ＣＣＤ固体撮像素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂから得られる赤、緑、青の撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれに対して、各画素の信号をサンプルホールドする処理、サンプルホールドされた各画素の信号を増幅する処理、増幅された各画素の信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、赤、青、青のデジタル色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄを得るＡ／Ｄ変換処理を行う。

そのため、このアナログ信号処理部１１３は、赤、緑、青の各色信号に対応した、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ、ビデオアンプ（ＶＡ）１１５Ｒ，１１５Ｇ，１１５Ｂ、およびＡ／Ｄ変換器１１６Ｒ，１１６Ｇ，１１６Ｂからなっている。

デジタル信号処理部１１７は、アナログ信号処理部１１３で得られる赤、青、青のデジタル色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄに対して、それぞれ、色補正、高域補正、ガンマ補正、高輝度圧縮などの処理、さらには画像を美しく鮮明に見せるための信号処理を施す。また、このデジタル信号処理部１１７は、処理後のデジタル色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄに基づいてマトリックス処理を行って、本線信号としてのデジタルビデオ信号である輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを生成する。ここで、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒは、それぞれ、例えば１０ビットのパラレルデータである。

変換器１１８は、デジタル信号処理部１１７で得られる本線信号としての輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを、デジタルシリアル伝送規格であるＨＤ−ＳＤＩ(SerialDigital Interface)でパラレルデータからシリアルデータに変換し、変換後のシリアルデータを変換ユニット１０２に供給する。また、この変換器１１８は、変換ユニット１０２から供給されるリターンビデオ信号Ret. Videoに係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータを、パラレルデータに変換し、ビューファインダ１１５に供給する。

ビューファインダ１１９は、例えば撮像ビデオ信号、つまり本線信号による画像、あるいはリターンビデオ信号Ret. Videoに画像を選択的に表示する。この選択操作は、例えばカメラマンが図示しないボタンによって操作可能とされている。

変換ユニット１０２は、シリアルデータをパラレルデータに変換する変換器１２１と、Ｙ変調処理部１２２と、周波数シフト部１２３と、Ｃｂ／Ｃｒ変調処理部１２４と、周波数シフト部１２５と、マルチプレックスフィルタ（ＭＰＸフィルタ）１２６と、周波数シフト部１２７と、Ｙ復調処理部１２８と、パラレルデータをシリアルデータに変換する変換器１２９とを有している。

変換器１２１は、カメラ１０１から供給される本線信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）に係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータを、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒのパラレルデータに変換する。

Ｙ変調処理部１２２は、変換器１２１で得られる輝度信号Ｙに対して、ＯＦＤＭ方式の変調処理を行って、変調信号Ｍｙを生成する。図４は、このＹ変調処理部１２２の具体的構成を示している。

１０ビットのパラレルデータである輝度信号Ｙは、ビット変換部１３０で１０ビットデータから８ビットデータに変換された後、エネルギー拡散部１３１でエネルギーが拡散され、さらにアウターコーダ１３２でエラー訂正が可能な信号処理が施されたのち、アウターインターリーバ１３３で伝送中の誤りに対する耐性を向上させるために信号のインターリーブが行われる。アウターコーダ１３２では、通常はリードソロモンのようなエラー訂正符号が付加される。

アウターインターリーバ１３３の出力信号に対して、さらに、インナーコーダ１３４でエラー訂正のために畳み込み符号化が行われ、インナーインターリーバ１３５で信号のインターリーブが行われ、その後１次変調部１３６で、ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)、あるいはＰＳＫ(PhaseShift Keying)といった１次変調が行われる。

その後、信号付加部１３７において受信側で復調するために必要なパイロット信号や伝送パラメータ信号（ＴＰＳ：Transmission Parameter Signaling）が付加される。さらに、ＯＦＤＭ部１３８で、直交周波数分割多重変調が行われ、その後ガードインターバルインサーション１３９でガードインターバルと呼ばれる伝送路の反射に対する信号が付加されて、輝度信号Ｙに係る変調信号Ｍｙが得られる。

図３に戻って、周波数シフト部１２３は、Ｙ変調処理部１２２で得られる輝度信号Ｙに係る変調信号Ｍｙの周波数帯域を、ベースバンドから、その中心周波数がＦ１となるように周波数シフトする（図２参照）。この周波数シフト部１２３は、かけ算器で構成され、変調信号Ｍｙに周波数Ｆ１の周波数信号（搬送波信号）をかけることでシフト処理を行う。

Ｃｂ／Ｃｒ変調処理部１２４は、変換器１２１で得られる色差信号Ｃｂ／Ｃｒに対して、ＯＦＤＭ方式の変調処理を行って、変調信号Ｍｃを生成する。このＣｂ／Ｃｒ変調処理部１２４は、詳細説明は省略するが、上述したＹ変調処理部１２２と同様に構成されている。周波数シフト部１２５は、Ｃｂ／Ｃｒ変調処理部１２４で得られる色差信号Ｃｂ／Ｃｒに係る変調信号Ｍｃの周波数帯域を、ベースバンドから、その中心周波数がＦ２となるように周波数シフトする（図２参照）。この周波数シフト部１２５は、かけ算器で構成され、変調信号Ｍｃに周波数Ｆ２の周波数信号（搬送波信号）をかけることでシフト処理を行う。

マルチプレックスフィルタ１２６は、周波数シフト部１２３，１２５でシフト処理された後の変調信号Ｍｙ，Ｍｃを合成してトライアックスケーブル１０３に送出し（この意味で、マルチプレックスフィルタ１２６は信号合成部を構成している）、またトライアックスケーブル１０３から、その中心周波数がＦ３となっている（図２参照）、ＣＣＵ１０５側から送られてくるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係る変調信号Ｍｒを分離して取り出す（この意味で、マルチプレックスフィルタ１２６は信号分離部を構成している）。

周波数シフト部１２７は、マルチプレックスフィルタ１２６で取り出された変調信号Ｍｒの周波数帯域をベースバンドにシフトする。この周波数シフト部１２７は、かけ算器で構成され、変調信号Ｍｒに周波数Ｆ３の周波数信号をかけることでシフト処理を行う。

Ｙ復調処理部１２８は、周波数シフト部１２７でシフト処理された後の変調信号Ｍｒに対して、ＯＦＤＭ方式の復調処理を行って、１０ビットパラレルデータであるリターンビデオ信号Ret. Videoを生成する。このＹ復調処理部１２８は、詳細説明は省略するが、上述したＹ変調処理部１２２とは逆の処理を行うように構成されている。

変換器１２９は、Ｙ復調処理部１２８で得られるリターンビデオ信号Ret. Videoを、パラレルデータからＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータに変換し、変換後のシリアルデータをカメラ１０１に供給する。

図３に示すカメラ１０１側の動作を説明する。

撮像光学系１１１により撮像素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの撮像面には、それぞれ、赤、緑、青の光学像が形成される。そして、撮像素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂで光電変換が行われ、これら撮像素子１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂから、それぞれ、赤、緑、青の撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂが得られる。これら撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂはアナログ信号処理部１１３に供給され、サンプルホールド処理、増幅処理、Ａ／Ｄ変換処理等が施されて、赤、青、青のデジタル色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄが得られる。

これらの色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄはデジタル信号処理部１１７に供給され、色補正、高域補正、ガンマ補正、高輝度圧縮などの処理、さらには画像を美しく鮮明に見せるための信号処理が施される。また、このデジタル信号処理部１１７では、処理後のデジタル色信号Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄに基づいてマトリックス処理が行われ、ＣＣＵ１０５に供給すべき本線信号としてのデジタルビデオ信号（輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）が生成される。

これら輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒは変換器１１８に供給され、パラレルデータからＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータに変換される。そして、この変換後のシリアルデータはカメラ１０１の出力として変換ユニット１０２の変換器１２１に供給される。この変換器１２１では、カメラ１０１から供給される本線信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）に係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータが、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒのパラレルデータに変換される。

そして、輝度信号ＹはＹ変調処理部１２２に供給される。このＹ変調処理部１２２では、１０ビットパラレルデータである輝度信号ＹがＯＦＤＭ方式で変調されて、輝度信号Ｙに係る変調信号Ｍｙが生成される。この変調信号Ｍｙは周波数シフト部１２３に供給され、その周波数帯域が、ベースバンドから、その中心周波数がＦ１となるように周波数シフトされる。

また、色差信号Ｃｂ／ＣｒはＣｂ／Ｃｒ変調処理部１２４に供給される。このＣｂ／Ｃｒ変調処理部１２４では、１０ビットパラレルデータである色差信号Ｃｂ／ＣｒがＯＦＤＭ方式で変調されて、色差信号Ｃｂ／Ｃｒに係る変調信号Ｍｃが生成される。この変調信号Ｍｃは周波数シフト部１２５に供給され、その周波数帯域が、ベースバンドから、その中心周波数がＦ２となるように周波数シフトされる。

周波数シフト部１２３，１２５でシフト処理された変調信号Ｍｙ，Ｍｃはマルチプレックスフィルタ１２６で合成されてトライアックスケーブル１０３に送出される。これにより、本線信号（輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）に係る変調信号Ｍｙ，Ｍｃは、トライアックスケーブル１０３を介して、ＣＣＵ１０５側に送られる。

また、マルチプレックスフィルタ１２６により、トライアックスケーブル１０３から、その中心周波数がＦ３となっている、ＣＣＵ１０５側から送られてくるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係る変調信号Ｍｒが取り出される。

この変調信号Ｍｒは周波数シフト部１２７に供給され、その周波数帯域がベースバンドにシフトされる。このシフト処理された後の変調信号Ｍｒは、Ｙ復調処理部１２８に供給される。このＹ復調処理部１２８では、変調信号ＭｒがＯＦＤＭ方式で復調されて、１０ビットパラレルデータであるリターンビデオ信号Ret. Videoが生成される。

このリターンビデオ信号Ret.Videoは変換器１２９に供給され、パラレルデータからＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータに変換される。そして、この変換後のシリアルデータは変換ユニット１０２の出力としてカメラ１０１の変換器１１８に供給される。

この変換器１１８では、変換ユニット１０２から供給されるリターンビデオ信号Ret. Videoに係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータが、パラレルデータに変換され、ビューファインダ１１９に供給される。このビューファインダ１１９には、例えばデジタル信号処理部１１７から撮像ビデオ信号も供給される。このビューファインダ１１９には、カメラマンのボタン操作によって、本線信号による画像、あるいはリターンビデオ信号Ret. Videoによる画像が選択的に表示される。

次に、ＣＣＵ１０５側の変換ユニット１０４の構成の詳細を説明する。図５は、変換ユニット１０４の構成を示している。

この変換ユニット１０４は、マルチプレックスフィルタ１４１と、周波数シフト部１４２と、Ｙ復調処理部１４３と、周波数シフト部１４４と、Ｃｂ／Ｃｒ復調処理部１４５と、パラレルデータをシリアルデータに変換する変換器１４６と、シリアルデータをパラレルデータに変換する変換器１４７と、Ｙ変調処理部１４８と、周波数シフト部１４９とを有している。

マルチプレックスフィルタ１４１は、トライアックスケーブル１０３から、カメラ１０１側より送られて本線信号としての輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒに係る変調信号Ｍｙ，Ｍｃを分離して取り出す（この意味で、マルチプレックスフィルタ１４１は信号分離部を構成している）。ここで、変調信号Ｍｙ，Ｍｃは、それぞれ、その中心周波数がＦ１，Ｆ２となるようにシフト処理されている（図２参照）。

また、このマルチプレックスフィルタ１４１は、周波数シフト部１４９でシフト処理された後のリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係る変調信号Ｍｒをトライアックスケーブル１０３に送出する。周波数シフト部１４２，１４４は、それぞれ、マルチプレックスフィルタ１４１で取り出された変調信号Ｍｙ，Ｍｃの周波数帯域をベースバンドにシフトする。これら周波数シフト部１４２，１４４は、それぞれ、かけ算器で構成され、変調信号Ｍｙ，Ｍｃに周波数Ｆ１，Ｆ２の周波数信号をかけることでシフト処理を行う。

Ｙ復調処理部１４３は、周波数シフト部１４２でシフト処理された後の変調信号Ｍｙに対して、ＯＦＤＭ方式の復調処理を行って、１０ビットパラレルデータである輝度信号Ｙを生成する。Ｃｂ／Ｃｒ復調処理部１４５は、周波数シフト部１４４でシフト処理された後の変調信号Ｍｃに対して、ＯＦＤＭ方式の復調処理を行って、１０ビットパラレルデータである色差信号Ｃｂ／Ｃｒを生成する。これらＹ復調処理部１４３およびＣｂ／Ｃｒ復調処理部１４５は、詳細説明は省略するが、上述したＹ変調処理部１２２とは逆の処理を行うように構成されている。

変換器１４６は、Ｙ復調処理部１４３で得られる輝度信号ＹおよびＣｂ／Ｃｒ復調処理部１４５で得られる色差信号Ｃｂ／Ｃｒを、ＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータに変換し、変換後のシリアルデータをＣＣＵ１０５に供給する。

変換器１４７は、ＣＣＵ１０５から供給されるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータをパラレルデータに変換する。Ｙ変調処理部１４８は、変換器１４７で得られるリターンビデオ信号Ret. Videoに対してＯＦＤＭ方式の変調処理を行って、リターンビデオ信号Ret.Videoに係る変調信号Ｍｒを生成する。このＹ変調処理部１４８は、詳細説明は省略するが、上述したＹ変調処理部１２２と同様に構成されている。

周波数シフト部１４９は、Ｙ変調処理部１４８で生成された変調信号Ｍｒの周波数帯域を、ベースバンドから、その中心周波数がＦ３となるように周波数シフトする（図２参照）。この周波数シフト部１４９は、かけ算器で構成され、変調信号Ｍｒに周波数Ｆ３の周波数信号（搬送波信号）をかけることでシフト処理を行う。

図５に示すＣＣＵ１０５側の変換ユニット１０４の動作を説明する。

マルチプレックスフィルタ１４１により、トライアックスケーブル１０３から、その中心周波数がＦ１，Ｆ２となっている、カメラ１０１側から送られてくる本線信号（輝度信号Ｙ、）に係る変調信号Ｍｙ，Ｍｃが取り出される。

変調信号Ｍｙは周波数シフト部１４２に供給され、その周波数帯域がベースバンドにシフトされる。このシフト処理された後の変調信号Ｍｙは、Ｙ復調処理部１４３に供給される。このＹ復調処理部１４３では、変調信号ＭｙがＯＦＤＭ方式で復調されて、１０ビットパラレルデータである輝度信号Ｙが生成される。

同様に、変調信号Ｍｃは周波数シフト部１４４に供給され、その周波数帯域がベースバンドにシフトされる。このシフト処理された後の変調信号Ｍｃは、Ｃｂ／Ｃｒ復調処理部１４５に供給される。このＣｂ／Ｃｒ復調処理部１４５では、変調信号ＭｃがＯＦＤＭ方式で復調されて、１０ビットパラレルデータである色差信号Ｃｂ／Ｃｒが生成される。

Ｙ復調処理部１４３で得られる輝度信号ＹおよびＣｂ／Ｃｒ復調処理部１４５で得られる色差信号Ｃｂ／Ｃｒは変換器１４６に供給される。この変換器１４６では、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／ＣｒがＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータに変換される。そして、このシリアルデータは、ＣＣＵ１０５に供給される。

また、ＣＣＵ１０５から供給されるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係るＨＤ−ＳＤＩのシリアルデータは変換器１４７に供給される。この変換器１４７では、このシリアルデータがリターンビデオ信号Ret. Videoのパラレルデータに変換される。

このリターンビデオ信号Ret.VideoはＹ変調処理部１４８に供給される。このＹ変調処理部１４８では、１０ビットパラレルデータであるリターンビデオ信号Ret. VideoがＯＦＤＭ方式で変調されて、リターンビデオ信号Ret. Videoに係る変調信号Ｍｒが生成される。この変調信号Ｍｒは周波数シフト部１４９に供給され、その周波数帯域が、ベースバンドから、その中心周波数がＦ３となるように周波数シフトされる。

周波数シフト部１４９でシフト処理された変調信号Ｍｒはマルチプレックスフィルタ１４１を通してトライアックスケーブル１０３に送出される。これにより、リターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係る変調信号Ｍｒは、トライアックスケーブル１０３を介して、カメラ１０１側に送られる。

上述したように、図１に示す伝送システム１００によれば、カメラ１０１側からＣＣＵ１０５側に送信すべき本線信号（輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）は変換ユニット１０２によってＯＦＤＭ方式で変調されてトライアックスケーブル１０３に送出され、一方、ＣＣＵ１０５側からカメラ１０１側に送信すべきリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）は変換ユニット１０４によってＯＦＤＭ方式で変調されてトライアックスケーブル１０３に送出される。

そのため、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒ、あるいはリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）のビットレートに対してシンボルレートを低くできるため、コネクタ部等で反射があってもその影響を受けにくく、これら輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒ、あるいはリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）を同軸ケーブルとしてのトライアックスケーブル１０３で良好に伝送できる。

また、ＯＦＤＭ方式の変調により多数の搬送波を用いて伝送するため、そのうちの何本かの波をパイロット信号や伝送パラメータ信号などに割り当てることができるので、ＡＧＣやケーブル等化を行う場合に有利である。

また、図１に示す伝送システム１００によれば、カメラ１０１側からＣＣＵ１０５側に送信すべき本線信号（輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒ）に係る変調信号Ｍｙ，ＭｃおよびＣＣＵ１０５側からカメラ１０１側に送信すべきリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）に係る変調信号Ｍｒの周波数帯域が重ならないように周波数シフト処理が行われので、１本のトライアックスケーブル１０３によりこれら変調信号Ｍｙ，Ｍｃ，Ｍｒを、従って輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒおよびリターンビデオ信号Ret. Videoを互いに干渉させずに良好に伝送できる。

また、図１に示す伝送システム１００によれば、カメラ１０１側とＣＣＵ１０５側とを１本のトライアックスケーブル１０３で接続するものであり、カメラ１０１側とＣＣＵ１０５側との接続が大変に簡単になり、機動性に富んだものにできる。また、信頼性に富み、しかも光ファイバと比較して安価である。光ファイバが双方向伝送を行うために２本の光ファイバを用いているのと対照的である。

また、図１に示す伝送システム１００によれば、カメラ１０１側とＣＣＵ１０５側とを同軸ケーブルであるトライアックスケーブル１０３で接続するものであり、何時でもどのような環境や場所でもコネクタ接続が簡単にでき、また同軸ケーブルの多段接続も簡単に行える。また、もし同軸ケーブルが切断した場合でも、簡単に修理が可能である。光ファイバのように、コネクタの汚れやその掃除に気を使う必要がなく、雨や埃の多い環境下でもコネクタ接続ができる。

また、図１に示す伝送システム１００によれば、デジタル信号である輝度信号Ｙ、色差信号Ｃｂ／Ｃｒ、リターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）をＯＦＤＭ方式で変調して伝送するものであり、アナログ信号に変換してＡＭ変調あるいはＦＭ変調して同軸ケーブルで伝送するものではなく、Ｓ／Ｎの劣化を伴わず、アナログの伝送システムに比べて長距離化が可能となる。また、必要に応じて中間に中継器を挿入してさらに長距離化を図ることも容易にできる。

なお、上述実施の形態においては、カメラ１０１から出力される本線信号としての輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒを変換ユニット１０２に供給してＯＦＤＭ方式で変調を行う構成となっているが、この変換ユニット１０２の機能をカメラ１０１が持つようにしてもよい。この場合、図３のカメラ１０１における変換器１１８および変換ユニット１０２における変換器１２１，１２９を不要とできる。

また、上述実施の形態においては、ＣＣＵ１０５から出力されるリターンビデオ信号Ret. Video（Ｙ）を変換ユニット１０４に供給してＯＦＤＭ方式で変調を行う構成となっているが、この変換ユニット１０４の機能をＣＣＵ１０５が持つようにしてもよい。この場合、図５の変換ユニット１０４における変換器１４６，１４７およびＣＣＵ１０５における図示しない変換を不要とできる。

また、上述実施の形態においては、この発明をデジタルビデオ信号の伝送システムに適用したものであるが、この発明はその他のデジタル信号を伝送する際にも同様に適用できることは勿論である。

この発明は、デジタル信号を同軸ケーブルで良好に伝送し得るものであり、例えばカメラとＣＣＵの間のビデオ信号の伝送に適用できる。

実施の形態としてのトライアックスケーブルを用いた伝送システムの構成を示すブロック図である。 トライアックスケーブルを介して伝送される、本線信号およびリターンビデオ信号に係る各変調信号の周波数配置例を示す図である。 カメラ側の詳細構成を示すブロック図である。 ＯＦＤＭ方式で変調処理を行うＹ変調処理部の構成を示すブロック図である。 ＣＣＵ側の変換ユニットの詳細構成を示すブロック図である。 従来の光ファイバを用いた伝送システムの構成を示すブロック図である。 従来のトライアックスケーブルを用いたアナログ伝送システムの構成を示すブロック図である。 従来のトライアックスケーブルを用いたアナログ伝送システムにおけるカメラ側およびＣＣＵ側の回路構成例をブロック図である。 従来のトライアックスケーブルを用いたアナログ伝送システムの周波数配置例を示す図である。

符号の説明

１００・・・トライアックスケーブルを用いた伝送システム、１０１・・・カメラ、１０２，１０４・・・変換ユニット、１０３・・・トライアックスケーブル、１０５・・・カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）、１０６・・・リモートコントローラ、１０７〜１０９・・・モニタ、１２２，１４８・・・Ｙ変調処理部、１２３，１２５，１２７，１４２，１４４，１４９・・・周波数シフト部、１２４・・・Ｃｂ／Ｃｒ変調処理部、１２６，１２８，１４３・・・Ｙ復調処理部、１４１・・・マルチプレックスフィルタ（ＭＰＸフィルタ）、１４５・・・Ｃｂ／Ｃｒ復調処理部

Claims (10)

1. 同軸ケーブルに接続されて使用され、上記同軸ケーブルを介して他の装置にデジタル信号を送信するデジタル信号送信装置であって、
   送信すべきデジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調する変調部と、
   上記変調部で生成された変調信号を上記同軸ケーブルに送出する信号送出部と
   を備えることを特徴とするデジタル信号送信装置。
2. 上記信号送出部は、上記変調部で生成された変調信号の周波数帯域をベースバンドから所定の周波数帯域にシフトして上記同軸ケーブルに送出する変調信号を得る周波数シフト部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル信号送信装置。
3. 上記送信すべきデジタル信号として複数のデジタル信号を有し、
   上記変調部として、上記複数のデジタル信号をそれぞれ直交周波数分割多重方式で変調する複数の変調部を有し、
   上記信号送出部として、上記複数の変調部で生成された変調信号の周波数帯域をそれぞれベースバンドから互いに異なる周波数帯域にシフトする複数の周波数シフト部と、該複数の周波数シフト部で周波数帯域がシフトされた複数の変調信号を合成して上記同軸ケーブルに送出する信号を得る信号合成部とを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデジタル信号送信装置。
4. 同軸ケーブルを介して他の装置にデジタル信号を送信するデジタル信号送信方法であって、
   送信すべきデジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調する変調ステップと、
   上記変調ステップで生成された変調信号を上記同軸ケーブルに送出する信号送出ステップと
   を備えることを特徴とするデジタル信号送信方法。
5. 同軸ケーブルに接続され、上記同軸ケーブルを介して他の装置からデジタル信号を受信するデジタル信号受信装置であって、
   デジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調して生成された変調信号を上記同軸ケーブルから取得する信号取得部と、
   上記信号取得部で取得された変調信号を復調して受信すべきデジタル信号を得る復調部と
   を備えることを特徴するデジタル信号受信装置。
6. 上記信号取得部は、上記同軸ケーブルから取得された変調信号の周波数帯域をベースバンドにシフトして上記復調部に供給する変調信号を得る周波数シフト部を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載のデジタル信号受信装置。
7. 上記変調信号として、それぞれ互いに異なる周波数帯域にシフトされた複数の変調信号を有し、
   上記信号取得部として、上記同軸ケーブルから取得された変調信号から上記複数の変調信号を分離して得る信号分離部と、該信号分離部で分離された複数の変調信号の周波数帯域をそれぞれベースバンドにシフトする複数の周波数シフト部とを有し、
   上記復調部として、上記複数の周波数シフト部で周波数帯域がシフトされた複数の変調信号をそれぞれ復調して複数の上記受信すべきデジタル信号を得る複数の復調部を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載のデジタル信号受信装置。
8. 同軸ケーブルを介して他の装置からデジタル信号を受信するデジタル信号受信方法であって、
   デジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調して生成された変調信号を上記同軸ケーブルから取得する信号取得ステップと、
   上記信号取得ステップで取得された変調信号を復調して受信すべきデジタル信号を得る復調ステップと
   を備えることを特徴するデジタル信号受信方法。
9. 第１の機器と、第２の機器と、上記第１の機器および上記第２の機器を接続する同軸ケーブルとを備え、上記第１の機器と上記第２の機器との間で上記同軸ケーブルを介して相互にデジタル信号を伝送するデジタル信号伝送システムであって、
   上記第１の機器は、
   上記第２の機器に送信すべき第１のデジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調する第１の変調部と、
   上記第１の変調部で生成された変調信号の周波数帯域をベースバンドから第１の周波数帯域にシフトした後に上記同軸ケーブルに送出する第１の信号送出部とを有し、
   上記第２の機器は、上記第１の機器に送信すべき第２のデジタル信号を直交周波数分割多重方式で変調する第２の変調部と、
   上記第２の変調部で生成された変調信号の周波数帯域をベースバンドから上記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域にシフトした後に上記同軸ケーブルに送出する第２の信号送出部とを有する
   ことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
10. 上記第１の機器はカメラであり、上記第２機器はカメラコントロールユニットであり、
    上記第１のデジタル信号は上記カメラから上記カメラコントロールユニットに送信すべき撮像ビデオ信号であり、
    上記第２のデジタル信号は上記カメラコントロールユニットから上記カメラに送信すべきリターンビデオ信号である
    ことを特徴とする請求項９に記載のデジタル信号伝送システム。

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