JP2011044851A

JP2011044851A - 信号伝送システム

Info

Publication number: JP2011044851A
Application number: JP2009190905A
Authority: JP
Inventors: Masato Ozawa; 政人小澤
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: US8525928B2; US20110043690A1; JP5318704B2

Abstract

【課題】安定した映像信号を送信及び再生することができる信号伝送システムを提供する。
【解決手段】信号伝送システムは、水平同期信号を差動信号に変換し、第１コンソール信号をコモンモード信号に変換し、当該差動信号及び当該コモンモード信号を１対の信号線を介して受信装置に送信する差動ドライバ３４、及び受信装置からコモンモード信号に変換された第２コンソール信号を受信するコンソール信号受信回路３５を有する送信装置１と、送信装置１から差動信号及びコモンモード信号を上記１対の信号線を介して受信し、当該差動信号を水平同期信号に復元する差動レシーバ５４、受信されたコモンモード信号を第１コンソール信号に復元するコンソール信号受信回路５６、及び第２コンソール信号をコモンモード信号に変換し、上記１対の信号線を介して送信装置１に送信する差動ドライバ３４を有する受信装置２を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、信号伝送システムに関する。

従来より、Cat5（category 5）ケーブル、即ちＬＡＮケーブルを介して受信装置と送信装置とが接続されている遠隔システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

送信装置は、Cat5ケーブル内の３対の信号線で映像信号を受信装置に送信し、残りの１対の信号線でキーボード／マウス信号等のコンソール信号を受信装置との間で送受信している。映像信号には、アナログＲＧＢ信号及び水平並びに垂直同期信号が含まれている。アナログＲＧＢ信号は差動信号に変換されて、受信装置に送信されており、水平及び垂直同期信号はコモンモード信号として受信装置に送信されている。

特開２００４−３５６９３９号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、水平同期信号はコモンモード信号として受信装置に送信されているので、コモンモードノイズや静電気ノイズ等の影響を受けやすい。特に、水平同期信号は、モニタの高解像度化に伴いパルス幅が狭くなってきており、ノイズの影響を受けやすい。

また、シールドされたCat5ケーブルでは、コモンモード信号の波形の鈍りが大きくなり、受信装置で水平同期信号の再生が困難になる。結果として、モニタの画面にブラックアウト（画面が黒一色になる現象）が発生したり、画面に表示される映像の揺れやゆがみが発生する等の不具合が発生する。

本発明の目的は、安定した映像信号を送信及び再生することができる信号伝送システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の信号伝送システムは、送信装置及び受信装置を有する信号伝送システムであって、前記送信装置は、映像信号を差動信号に変換し、垂直同期信号をコモンモード信号に変換し、当該変換された差動信号及び当該変換されたコモンモード信号をネットワークケーブル内の３対の信号線を介して前記受信装置に送信する第１手段と、水平同期信号を差動信号に変換し、第１コンソール信号をコモンモード信号に変換し、当該変換された差動信号及び当該変換されたコモンモード信号を前記ネットワークケーブル内の１対の信号線を介して前記受信装置に送信すると共に前記受信装置からコモンモード信号に変換された第２コンソール信号を受信する第２手段とを備え、前記受信装置は、前記第１手段から前記変換された差動信号及び変換されたコモンモード信号を前記３対の信号線を介して受信し、当該受信された差動信号を前記映像信号に復元し、当該受信されたコモンモード信号を前記垂直同期信号に復元する第３手段と、前記第２手段から前記変換された差動信号及び変換されたコモンモード信号を前記１対の信号線を介して受信し、当該受信された差動信号を前記水平同期信号に復元し、当該受信されたコモンモード信号を前記第１コンソール信号に復元し、前記第２コンソール信号をコモンモード信号に変換し、前記１対の信号線を介して前記送信装置に送信する第４手段とを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、水平同期信号は差動信号に変換され、ノイズの影響を受けにくくなるので、安定した映像信号を送信及び再生することができる。また、コンソール信号による映像信号へのクロストークを低減できる。

好ましくは、前記第２手段は、前記水平同期信号を差動信号に変換し、前記第１コンソール信号をコモンモード信号に変換し、前記コモンモード信号に前記差動信号を重畳し、当該重畳された信号を前記一対の信号線を介して前記受信装置に送信する第１差動ドライバと、前記一対の信号線を介して前記受信装置からコモンモード信号に変換された第２コンソール信号を受信する第１受信回路とを有し、前記第４手段は、前記第１差動ドライバからの重畳された信号を前記差動信号と前記コモンモード信号とに分離し、当該差動信号を前記水平同期信号に復元する差動レシーバと、前記第１差動ドライバからの重畳された信号を前記差動信号と前記コモンモード信号とに分離し、当該コモンモード信号を前記第１コンソール信号に復元する第２受信回路と、前記第２コンソール信号をコモンモード信号に変換し、当該変換されたコモンモード信号を前記一対の信号線を介して前記送信装置に送信する第２差動ドライバとを有する。

かかる構成によれば、水平同期信号及び第１コンソール信号を重畳して受信装置に送信することができ、正確に水平同期信号及び第１コンソール信号を復元することができる。

さらに好ましくは、前記第１作動ドライバは、前記第１コンソール信号に前記水平同期信号を重畳した信号の半分のレベルの第１信号、及び前記第１コンソール信号から前記水平同期信号を減じた信号の半分のレベルの第２信号を出力し、前記差動レシーバは、前記第１信号から前記第２信号を減算することによって、前記水平同期信号を復元し、前記第２受信回路は、前記第１信号に前記第２信号を加算することによって前記第１コンソール信号を復元する。

かかる構成によれば、平同期信号及び第１コンソール信号を容易に送信し復元することができる。

本発明によれば、安定した映像信号を送信及び再生することができる。

本発明の実施の形態に係る信号伝送システムの概略構成図である。送信装置１の差動回路部１３及び受信装置２の差動回路部２２の構成図である。差動ドライバ３４の回路図である。差動ドライバ３４の入力信号及び出力信号の波形を示す図である。差動レシーバ５４及びコンソール信号受信回路５６の回路図である。差動ドライバ５４及びオペアンプ５８の入力信号の波形、並びに差動ドライバ５４及びオペアンプ５８の出力信号の波形を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る信号伝送システムの概略構成図である。

図１に示すように、信号伝送システムは、送信装置１、受信装置２、コンピュータ（以下ＰＣという）３、ネットワークケーブルとしてのCat5（category 5）ケーブル４、プリンタ５、マウス６、キーボード７、及びモニタ８を備えている。Cat5（category 5）ケーブル４は、いわゆるSTP（Shielded Twisted Pair；シールデッド・ツイスト・ペアー）ケーブルであり、４対の信号線（合計８本の信号線）を含む。

送信装置１は、ＰＣ３から映像信号（即ちＲＧＢ信号）を受信する通信部１１と、送信装置１全体を制御する制御部１２と、ＲＧＢ信号及び水平同期信号を差動信号として出力し、垂直同期信号をコモンモード信号として出力し、コンソール信号（即ち、キーボード信号及びマウス信号）をコモンモード信号として入力する差動回路部１３と、不図示のプリンタ等と接続可能なＲＳ−２３２Ｃポート１４と、不図示のマウスと接続可能なＰＳ／２ポート１５と、不図示のキーボードと接続可能なＰＳ／２ポート１６と、不図示のモニタと接続可能なビデオポート１７と、Cat5ケーブル４と接続するＬＡＮ（Local Area Network）ポート１８とを備えている。制御部１２は、システムバス１９を介して通信部１１、差動回路部１３、ＲＳ−２３２Ｃポート１４、ＰＳ／２ポート１５，１６、及びビデオポート１７に接続されている。また、差動回路部１３は、ＬＡＮポート１８に接続されている。送信装置１は、ＬＡＮポートを複数備えていてもよい。制御部１２は、例えば、マイコン及びメモリ等で構成されている。

受信装置２は、受信装置２全体を制御する制御部２１と、差動信号としてのＲＧＢ信号及び水平同期信号を入力し、垂直同期信号をコモンモード信号として入力し、コンソール信号をコモンモード信号として出力する差動回路部２２と、プリンタ５と接続するＲＳ−２３２Ｃポート２３と、マウス６と接続するＰＳ／２ポート２４と、キーボード７と接続するＰＳ／２ポート２５と、モニタ８と接続するビデオポート２６と、Cat5ケーブル４と接続するＬＡＮポート２７とを備えている。制御部２１は、システムバス２８を介して差動回路部２２、ＲＳ−２３２Ｃポート２３、ＰＳ／２ポート２４，２５、及びビデオポート２６に接続されている。差動回路部２２は、ＬＡＮポート２７に接続されている。受信装置２は、ＬＡＮポートを複数備えていてもよい。制御部２１は、例えば、マイコン及びメモリ等で構成されている。

ＰＣ３は、ＲＧＢ信号（Red信号、Green信号、Blue信号を含む）、垂直同期信号（Vsync）、及び水平同期信号（Hsync）を送信装置１に送信する。

図２は、送信装置１の差動回路部１３及び受信装置２の差動回路部２２の構成図である。

送信装置１の差動回路部１３は、差動ドライバ３１〜３４及びコンソール信号受信回路３５を備えている。受信装置２の差動回路部２２は、差動レシーバ５１〜５４、差動ドライバ５５、及びコンソール信号受信回路５６を備えている。

差動ドライバ３１は、「IN」ポートにＰＣ３からのRed信号を入力し、差動信号に変換する。変換された差動信号は、Cat5ケーブル４内の一対の信号線４１を介して差動レシーバ５１に送信される。差動レシーバ５１は、変換された差動信号を受信し、元のRed信号に復元し、モニタ８へ出力する。

差動ドライバ３２は、「IN」ポートにＰＣ３からのGreen信号を入力し、差動信号に変換する。変換された差動信号は、Cat5ケーブル４内の一対の信号線４２を介して差動レシーバ５２に送信される。差動レシーバ５２は、変換された差動信号を受信し、元のGreen信号に復元し、モニタ８へ出力する。

差動ドライバ３３は、「IN」ポートにＰＣ３からのBlue信号を入力し、差動信号に変換する。また、差動ドライバ３３は、「REF」ポートにＰＣ３からの垂直同期信号（Vsync）を入力し、コモンモード信号に変換する。さらに、差動ドライバ３３は、変換された差動信号に変換されたコモンモード信号を重畳し、重畳された信号をCat5ケーブル４内の一対の信号線４３を介して差動レシーバ５３に送信する。差動レシーバ５３は、重畳された信号を受信し、当該重畳された信号を差動信号とコモンモード信号とに分離し、差動信号を元のBlue信号に復元し、コモンモード信号を元の垂直同期信号に復元し、Blue信号及び垂直同期信号をモニタ８へ出力する。

差動ドライバ３４は、「IN」ポートにＰＣ３からの水平同期信号（Hsync）を入力し、差動信号に変換する。また、差動ドライバ３４は、ＰＳ／２ポート１５，１６から入力されたコンソール信号をコモンモード信号に変換する。さらに、差動ドライバ３２は、変換された差動信号に変換されたコモンモード信号を重畳し、重畳された信号をCat5ケーブル４内の一対の信号線４４を介して受信装置２に送信する。

コンソール信号受信回路３５は、一対の信号線４４を介してコモンモード信号としてのコンソール信号を受信装置２から受信する。コンソール信号受信回路３５は、１ｋΩの抵抗３６ａ〜３６ｄ及びオペアンプ３７を備えている。受信装置２からのコンソール信号は、終端抵抗としての抵抗３６ａ，３６ｂを介してオペアンプ３７の＋ポートに入力され、増幅されて、制御部１２又はＰＣ３に出力される。

差動レシーバ５４は、差動ドライバ３４から重畳された信号を受信し、当該重畳された信号を差動信号とコモンモード信号とに分離し、差動信号を元の水平同期信号に復元し、モニタ８へ出力する。差動ドライバ５５は、「REF」ポートにマウス６又はキーボード７からのコンソール信号を入力し、コモンモード信号に変換する。変換されたコモンモード信号は、Cat5ケーブル４内の一対の信号線４４を介してコンソール信号受信回路３５に送信される。

コンソール信号受信回路５６は、差動ドライバ３４から重畳された信号を受信し、当該重畳された信号を差動信号とコモンモード信号とに分離し、コモンモード信号を元のコンソール信号に復元し、制御部２１に出力する。コンソール信号受信回路５６は、１ｋΩの抵抗５７ａ〜５７ｄ及びオペアンプ５８を備えている。送信装置１からのコンソール信号は、終端抵抗としての抵抗５７ａ，５７ｂを介してオペアンプ５８の＋端子に入力され、増幅されて、制御部２１に出力される。

図３は、差動ドライバ３４の回路図である。ここで、差動ドライバ３１，３２，３３，５５の回路構成は、差動ドライバ３４の回路構成と同一なので、その説明は省略する。

差動ドライバ３４は、３つのオペアンプ３４１〜３４３及び抵抗３４０ａ〜３４０ｌを備えている。抵抗３４０ａ〜３４０ｆ，３４０ｈ〜３４０ｋは１ｋΩであり、抵抗３４０ｇ，３４０ｌは５０Ωである。図４に示すように、差動ドライバ３４の「IN」ポートには、水平同期信号が入力され、差動ドライバ３４の「REF」ポートには、コンソール信号が入力される。

そして、図４に示すように、差動ドライバ３４の「OUT+」ポートから、コンソール信号に水平同期信号を重畳した信号の半分のレベルの信号（即ち、（Ｖref＋Ｖin）／２）が出力される。これは、コンソール信号に水平同期信号を重畳した信号が抵抗３４０ｇで分圧されるためである。また、図４に示すように、差動ドライバ３４の「OUT-」ポートから、コンソール信号から水平同期信号を差し引いた信号の半分のレベルの信号（即ち、（Ｖref−Ｖin）／２）が出力される。これは、コンソール信号から水平同期信号を差し引いた信号が抵抗３４０ｌで分圧されるためである。

図５は、差動レシーバ５４及びコンソール信号受信回路５６の回路図である。

尚、差動レシーバ５３は、差動レシーバ５４及びコンソール信号受信回路５６を組み合わせた回路構成を有し、差動レシーバ５１，５２は、差動レシーバ５４と同一の回路構成を有する。

差動レシーバ５４は、オペアンプ５４１及び抵抗５４０ａ〜３４０ｆを備えている。抵抗５４０ａ，５４０ｂは５０Ωであり、抵抗３４０ｃ〜５４０ｆは１ｋΩである。

図６に示すように、差動レシーバ５４のＶin+には、差動ドライバ３４の「OUT+」ポートからの信号（即ち、（Ｖref＋Ｖin）／２）が入力され、差動レシーバ５４のＶin-には、差動ドライバ３４の「OUT-」ポートからの信号（即ち、（Ｖref−Ｖin）／２）が入力される。

そして、オペアンプ５４１が、差動ドライバ３４の「OUT+」ポートからの信号から「OUT-」ポートからの信号を減算し（即ち、「Ｖin+」−「Ｖin-」）、元の水平同期信号を復元する。この結果、図６に示すように、差動ドライバ５４の「OUT」ポートから、水平同期信号が出力される。

また、オペアンプ５８の＋ポートには、差動ドライバ３４の「OUT+」ポートからの信号（即ち、（Ｖref＋Ｖin）／２）及び差動ドライバ３４の「OUT-」ポートからの信号（即ち、（Ｖref−Ｖin）／２）が入力される。オペアンプ５８は、差動ドライバ３４の「OUT+」ポートからの信号を「OUT-」ポートからの信号に加算し（即ち、「Ｖin+」＋「Ｖin-」）、元のコンソール信号を復元する。この結果、図６に示すように、コンソール信号受信回路５６の出力ポート（「CM_OUT」ポート）から、コンソール信号が出力される。

以上説明したように、本実施の形態の信号伝送システムによれば、水平同期信号は差動ドライバ３４により差動信号に変換され、ノイズの影響を受けにくくなるので、安定した映像信号（ＲＧＢ信号）を送信及び再生することができる。また、コンソール信号による映像信号へのクロストークを低減できる。

尚、例えば、図２の差動ドライバ３１〜３３は、第１手段に対応し、図２の差動ドライバ３４及びコンソール信号受信回路３５は第２手段に対応する。例えば、図２の差動レシーバ５１〜５３は第３手段に対応し、図２の差動レシーバ５４、差動ドライバ５５及びコンソール信号受信回路５６は、第４手段に対応する。また、図２の差動ドライバ３４は第１差動ドライバに対応し、図２のコンソール信号受信回路３５は第１受信回路に対応する。図２の差動レシーバ５４は差動レシーバに対応し、図２のコンソール信号受信回路５６は第２受信回路に対応し、差動ドライバ５５は第２差動ドライバに対応する。図４の「OUT+」の信号は第１信号に対応し、図４の「OUT-」の信号は第２信号に対応する。

尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。

１送信装置、２受信装置、３コンピュータ（ＰＣ）、４ Cat5ケーブル、１１通信部、１２制御部、１３差動回路部、１４ＲＳ−２３２Ｃポート、１５，１６ＰＳ／２ポート、１７ビデオポート、１８ＬＡＮポート、２１制御部、２２差動回路部、２３ＲＳ−２３２Ｃポート、２４，２５ＰＳ／２ポート、２６ビデオポート、２７ＬＡＮポート、３１〜３４差動ドライバ、３５コンソール信号受信回路、５１〜５４差動レシーバ、５５差動ドライバ、５６コンソール信号受信回路

Claims

送信装置及び受信装置を有する信号伝送システムであって、
前記送信装置は、
映像信号を差動信号に変換し、垂直同期信号をコモンモード信号に変換し、当該変換された差動信号及び当該変換されたコモンモード信号をネットワークケーブル内の３対の信号線を介して前記受信装置に送信する第１手段と、
水平同期信号を差動信号に変換し、第１コンソール信号をコモンモード信号に変換し、当該変換された差動信号及び当該変換されたコモンモード信号を前記ネットワークケーブル内の１対の信号線を介して前記受信装置に送信すると共に前記受信装置からコモンモード信号に変換された第２コンソール信号を受信する第２手段とを備え、
前記受信装置は、
前記第１手段から前記変換された差動信号及び変換されたコモンモード信号を前記３対の信号線を介して受信し、当該受信された差動信号を前記映像信号に復元し、当該受信されたコモンモード信号を前記垂直同期信号に復元する第３手段と、
前記第２手段から前記変換された差動信号及び前記変換されたコモンモード信号を前記１対の信号線を介して受信し、当該受信された差動信号を前記水平同期信号に復元し、当該受信されたコモンモード信号を前記第１コンソール信号に復元し、前記第２コンソール信号をコモンモード信号に変換し、前記１対の信号線を介して前記送信装置に送信する第４手段と
を備えることを特徴とする信号伝送システム。
前記第２手段は、前記水平同期信号を差動信号に変換し、前記第１コンソール信号をコモンモード信号に変換し、前記コモンモード信号に前記差動信号を重畳し、当該重畳された信号を前記一対の信号線を介して前記受信装置に送信する第１差動ドライバと、
前記一対の信号線を介して前記受信装置からコモンモード信号に変換された第２コンソール信号を受信する第１受信回路とを有し、
前記第４手段は、前記第１差動ドライバからの重畳された信号を前記差動信号と前記コモンモード信号とに分離し、当該差動信号を前記水平同期信号に復元する差動レシーバと、
前記第１差動ドライバからの重畳された信号を前記差動信号と前記コモンモード信号とに分離し、当該コモンモード信号を前記第１コンソール信号に復元する第２受信回路と、
前記第２コンソール信号をコモンモード信号に変換し、当該変換されたコモンモード信号を前記一対の信号線を介して前記送信装置に送信する第２差動ドライバとを有することを特徴とする請求項１の信号伝送システム。
前記第１作動ドライバは、前記第１コンソール信号に前記水平同期信号を重畳した信号の半分のレベルの第１信号、及び前記第１コンソール信号から前記水平同期信号を減じた信号の半分のレベルの第２信号を出力し、
前記差動レシーバは、前記第１信号から前記第２信号を減算することによって、前記水平同期信号を復元し、前記第２受信回路は、前記第１信号に前記第２信号を加算することによって前記第１コンソール信号を復元することを特徴とする請求項２に記載の信号伝送システム。