JP2015192214A - 集合住宅インターホンシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 音声、映像、データ信号の送受信を２線から成る伝送線により可能とし、更に機器間の絶縁をトランスを使わず容易に実施できる。
【解決手段】 集合玄関機１と制御装置３との接続、及び居室機２と制御装置３との接続が２線から成る伝送線で実施され、集合玄関機１及び居室機２は、音声信号とデータ信号とを同一の第１周波数帯Ｂ１に配置して伝送する一方、映像信号を第１周波数帯Ｂ１とは異なる高い第２周波数帯Ｂ２に配置して伝送するインターフェイス回路１１，２１を具備し、伝送線Ｌ上で音声信号、データ信号、及び映像信号の３信号が伝送される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、集合住宅インターホンシステムに関し、特に機器間を２線から成る伝送線で接続した集合住宅インターホンシステムに関する。

従来の集合住宅用インターホンシステムでは集合玄関機、制御装置、分岐器、居室機間を音声とデータ信号を多重化した２線から成る伝送線で構成される音声幹線と、映像信号を伝送する２線から成る伝送線で構成される映像幹線の二対の伝送線で接続され、データ信号はＦＳＫ変調されて音声信号とは異なる周波数で音声線線に周波数分割多重して伝送されていた（例えば、特許文献１参照）。
また、各機器の電源部は商用電力に接続されて電力の供給を受けるが、この商用電力のラインを介し機器間が繋がってしまうのを避けるために、機器毎の電源部にＡＣトランスが組み込まれ、機器間の絶縁を図っていた。

特開２００１−２８５５０１号公報

従来の集合住宅用インターホンシステムにおいては、上述したように幹線が２対の配線であったため、配線工事が煩雑となり配線間違いが発生し易かった。また、付随して２対の配線による材料のコスト増の問題、配線を収納するスペースが必要という問題、各機器においては配線を接続するための端子台が２対必要である問題、更には雷サージなどノイズ対策も各端子台ごとに行うためコストアップにつながっていた。
一方で、マンション設備の老朽化に伴い、インターホンシステムのリニューアルを行う場合、映像表示のない通話のみのインターホン装置では幹線が一対しか無いため、リニューアルする際に映像付きのインターホン装置に交換しようとした場合、別途映像幹線が必要の敷設が必要であった。

また、各機器間の絶縁のためにＡＣ電源回路をトランス式電源としているため、機器重量及びサイズが大きくなるという問題があったし、音声信号とデータ信号とを周波数分割多重方式としているため、回路が複雑となりコストアップにつながっていたし、データ信号を変調することで周波数が高くなり信号反射や減衰によりデータ通信不良を引き起こし易かった。更に、映像幹線を二分配するためにアクティブ分配器が使用され、このアクティブ分配器に対して電源を供給するための配線工事が必要であった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、音声、映像、データ信号の送受信を２線から成る伝送線で可能とし、加えて機器間の絶縁をトランスを使わず容易に実施でき、更にアクティブ分配器を配置しても別途電源線を必要としない集合住宅インターホンシステムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、集合住宅の共用玄関に設置されて来訪者が居住者を呼び出す機能に加えて来訪者を撮像するカメラを備えた集合玄関機と、集合住宅の個々の住戸に設置されて呼び出しに応答する機能に加えてカメラの撮像映像を表示するモニタを備えた居室機と、集合玄関機と居室機の間の通信を制御する制御装置とを有する集合住宅インターホンシステムにおいて、集合玄関機と制御装置との接続、及び居室機と制御装置との接続を２線から成る伝送線で実施し、集合玄関機及び居室機は、音声信号とデータ信号とを同一の第１周波数帯に配置して伝送する一方、映像信号を第１周波数帯とは異なる高い第２周波数帯に配置して伝送するインターフェイス回路を具備することを特徴とする。
この構成によれば、２線から成る伝送線を機器間に配設するだけで、音声、データ信号に加えて映像信号も送信できるため、配線工事は最小限の作業で済むし、配線コストも削減できる。更に、伝送線の接続間違いも無くなるし、各機器の端子台も一対の配線接続部があれば良く小型にできる。
また、データ信号は音声信号と同一の周波数帯であるため、信号の反射や減衰の影響を小さくでき、データ信号受信回路を安価な回路構成とすることができるし、データ信号の通信トラブルを減らすことができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、インターフェイス回路は、伝送する音声信号の最大振幅電圧を一定電圧以下とする一方、データ信号は一定電圧の少なくとも２倍の振幅を有する電圧で伝送することを特徴とする。
この構成によれば、例えば特定の閾電圧により信号を分離するコンパレータのような回路でデータ信号と音声信号とを分離でき、電圧で閾値を設定しただけの簡易な回路で分離できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、インターフェイス回路は、データ信号を受信したらミュート信号を生成するミュート信号生成回路、及びミュート信号を受けて受信した音声信号をミュートするミュート回路とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、データ信号を受信した集合玄関機及び居室機は、受話音声をミュートするため、データ信号と音声信号とを同一の周波数帯で伝送しても通話音声を報音するスピーカ等からデータ信号音の報音を無くすことができ、不快なノイズの発生がない。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、伝送線には、電源手段が接続されて直流電圧が重畳され、インターフェイス回路は、伝送線に重畳された直流電圧により電源の供給を受けることを特徴とする。
この構成によれば、集合玄関機及び居室機のインターフェイス回路は、伝送線を介して電源の供給を受けるため、機器内部の電源系と絶縁できる。そのため、集合玄関機及び居室機同士が商用電源を介して繋がる事態を防ぐことができ、伝送線上の信号にノイズが乗って誤動作が発生するような問題が生じない。よって、機器の電源にＡＣトランスを設けて機器の電源部と商用電源を絶縁する必要がなくなり、機器の小型化にも有効である。

請求項５の発明は、請求項４に記載の構成において、電源手段は、所定のインピーダンスを有する共通負荷手段を介して伝送線に接続されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、共通負荷手段のインピーダンスを音声・データ信号周波数に対してフラットな周波数特性となる例えば１２０オームに設定すれば、音声・データ信号を良好な状態で伝送させることができる。また、直流に対してはほぼ０オームとしてロス無く伝送することが可能となり、電源手段を接続しても信号の伝送を良好に実施できる。

請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の構成において、伝送線のうち居室機を接続する親機伝送線は、制御装置から分配器を介して複数延設される一方、居室機は親機伝送線に分岐器を介して接続されて成り、分配器は、伝送線に重畳されている直流電圧により駆動するアクティブ分配器であることを特徴とする。
この構成によれば、アクティブ分配器を使用するため、信号を減衰させずに分配できるし、親機伝送線に重畳されている電圧で駆動されるため別配線で電源を用意する必要がなく施工が容易である。

本発明によれば、２線から成る伝送線を機器間に配設するだけで、音声、データ信号に加えて映像信号も送信できるため、配線工事は最小限の作業で済むし、配線コストも削減できる。更に、伝送線の接続間違いも無くなるし、各機器の端子台も一対の配線接続部があれば良く小型にできる。
また、データ信号は音声信号と同一の周波数帯であるため、信号反射や減衰の影響を小さくでき、データ信号受信回路を安価な回路構成とすることができるし、データ信号の通信トラブルを減らすことができる。

本発明に係る集合住宅インターホンシステムの一例を示す概略構成図である。 伝送線に直流電圧を重畳する構成の説明図である。 インターフェイス回路の回路ブロック図である。 各信号の伝送周波数帯域を示す説明図である。 分配器の回路ブロック図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る集合住宅インターホンシステムの一例を示す概略構成図であり、１は集合住宅の共用玄関に設置されて来訪者が居住者を呼び出す機能に加えて来訪者を撮像するカメラ１ａを備えた集合玄関機、２は集合住宅の個々の住戸に設置されて呼び出しに応答する機能に加えてカメラ１ａの撮像映像を表示するモニタ２ａを備えた居室機、３は集合玄関機１と居室機２の間の通信を制御する制御装置、４は信号を分岐する分岐器、５は信号を分配する分配器である。

集合玄関機１は、カメラ１ａに加えて呼出先の住戸を選択して呼出操作する操作部１ｂ、通話するためのマイク１ｃ及びスピーカ１ｄを備えている。居室機２は、モニタ２ａに加えて呼び出しに対して応答操作するための通話ボタン２ｂ、通話するためのマイク２ｃ及びスピーカ２ｄを備えている。

そして、集合玄関機１は玄関機伝送線Ｌ１を介して制御装置３に接続され、居室機２は親機主伝送線Ｌ２ａを介して制御装置３に接続されている。但し、親機主伝送線Ｌ２ａは途中から分配器５で分配され、複数の親機主伝送線Ｌ２ａが延設されており、居室機２はそれぞれの親機主伝送線Ｌ２ａに対して分岐器４を介して接続されている。このとき居室機２は親機副伝送線Ｌ２ｂを介して分岐器４に接続される。
玄関機伝送線Ｌ１，親機主伝送線Ｌ２ａ、親機副伝送線Ｌ２ｂは何れも２線で構成され、この２線から成る伝送線を介して音声信号、データ信号、そして映像信号が伝送される。以下、説明の都合上、玄関機伝送線Ｌ１，親機主伝送線Ｌ２ａ、親機副伝送線Ｌ２ｂ全体を言う場合は伝送線Ｌとし、親機主伝送線Ｌ２ａ、親機副伝送線Ｌ２ｂの双方を言う場合は親機伝送線Ｌ２として説明する。

図２は伝送線Ｌに直流電圧を重畳する構成の説明図であり、制御装置３内に直流電源３ａが配置され、伝送線Ｌに対して直流２４Ｖが印加されている。また、この直流電圧は共通負荷７を介して供給されている。共通負荷７は、インダクタンスＬａ、コンデンサＣａ、抵抗Ｒａを組み合わせて構成され、直流電源に対してほぼ０オーム、音声・データ信号周波数に対しはフラットな特性となる約１２０オームのインピーダンスとなるよう設計されている。
このインピーダンス値は、音声・データ信号周波数に対して伝送線Ｌ１の特性インピーダンスを加味した値であり、後述するインターフェイス回路１１の２線−４線変換回路１７も１２０オームに対応した設計となっている。

そしてこのシステムでは、伝送線Ｌ１を介して集合玄関機１のインターフェイス回路１１及び居室機２のインターフェイス回路２１、更に分配器５に直流電源３ａから直流電圧が供給される。以下、インターフェイス回路１１，２１、分配器５を具体的に説明する。

集合玄関機１のインターフェイス回路１１及び居室機２のインターフェイス回路２１は同様の構成であり、代表して集合玄関機１のインターフェイス回路１１を説明する。図３はこのインターフェイス回路１１の回路ブロック図を示している。
インターフェイス回路１１は、伝送線Ｌ１上の映像信号に対して影響を与えず、音声・データ信号を取り出すためのチョークコイル１２、伝送線Ｌ１から供給される直流電源の極性を無極性にするためのダイオードブリッジ回路１３、伝送線Ｌ１上の直流電圧を基に回路駆動電圧である５Ｖの定電圧を発生する定電圧回路１４、送信音声信号と受信音声信号とを分離／統合するための２線−４線変換回路１５、データ信号を送受するためのデータ送受信回路１６、ミュート信号を生成するミュート信号生成回路１７、スピーカ１ｄ（図１に示す）から報音される音声信号をミュートするミュート回路１８等を備えている。

また、１９は映像信号を集合玄関機１のメイン回路から絶縁するための映像トランス、１５ａ，１５ｂは送受する音声信号を同様にメイン回路から絶縁するための音声トランス、１６ａ，１６ｂはデータ信号を同様にメイン回路から絶縁するためのフォトカプラである。２線−４線変換回路１５及びデータ送受回路１６は、電流吸込型の回路となっており、２線−４線変換回路１５は共通負荷７のインピーダンス値に対し最適となるよう調整されている。

ここで、音声信号、データ信号、そして映像信号の配列を説明する。図４は、各信号の伝送周波数帯域を示す説明図であり、伝送線Ｌ上での音声信号とデータ信号及び映像信号の多重状態を示している。図４に示すように、音声信号とデータ信号とは同一の低い第１周波数帯Ｂ１が使用され、映像信号は音声信号及びデータ信号とは異なる高い第２周波数帯Ｂ２が使用され、周波数分割多重されている。音声信号の最大値が約１．５Ｖｐｐであるのに対し、データ信号が約１０Ｖｐｐと大きく設定されており、この電圧の差により両者を分離可能としている。

２線−４線変換回路１５において伝送線Ｌに送出する音声信号の最大値が規定され、データ送受信回路１６において伝送線Ｌに送出するデータ信号の電圧値が設定される。また、カメラ１ａの撮像映像は図示しない変調回路により所定の周波数で周波数変調されて映像トランス１９で伝送される。

一方、音声信号とデータ信号は同一の第１周波数帯Ｂ１であって、データ信号の振幅が音声信号に比べて大きいため、通話音声を報音中にデータ信号が伝送されるとデータ信号がノイズとなって大きな音が発生することがないようミュート回路１８は使用される。
まずミュート信号生成回路１７が、受信したデータ信号を基に積分、波形整形してミュートタイミング信号を生成し、このミュートタイミング信号がミュート回路１８に出力される。

ミュート回路１８は、このミュートタイミング信号を受けて受信した音声信号を一定時間ミュートする。尚、ミュートタイミング信号は、データ信号を受けて順次生成して出力され、ミュートはその都度延長される。

尚、居室機２においては、ＨＰＦ（高域通過フィルタ）を使用して映像信号が取り出され、居室機２のインターフェイス回路２１にはＨＰＦ（図示せず）が設けられている。また、音声信号とデータ信号は、同一周波数帯であるため周波数分離できないが、上述したように音声信号に対してデータ信号が振幅電圧が大きく設定されており、多重化信号から例えばコンパレータを使用してデータ信号を分離して取り出すことができ、ミュート信号生成回路１７にはコンパレータが組み込まれている。このようにコンパレータにより分離できるため、電圧で閾値を設定しただけの簡易な回路でデータ信号と音声信号とを分離でき、低コストで分離できる。

この結果、データ信号が伝送される通信時は、データ受信タイミングに同期して受話音声がミュートされるし、受話音声にデータ信号が混入してもデータ受信タイミングでミュートされるため、データ信号が報音されるのが防止される。尚、このとき音声信号もミュートされるため取り出すことはできないが、音声信号が伝送される通話中はボタン操作が行われることは殆ど無い、即ちデータ信号の伝送が殆ど無いため、音声信号が頻繁にミュートされることが無い。そのため、違和感なくスピーカ等から報音させることができ、実用上は通話の支障となならない。

分配器５は増幅回路を備えたアクティブ分配器であり、図５はこの分配器５の回路ブロック図を示している。図５に示すように、親機主伝送線Ｌ２ａが接続される共通線入力部５ａと、同様に親機主伝送線Ｌ２ａが接続される２つの共通線出力部５ｂ，５ｃとを有し、その間に３個のチョークコイルから成る分配回路５１と映像信号増幅回路５３とが並列に配置されている。
なお、この分配回路５１には、親機主伝送線Ｌ２ａから分配器５の電源を取り出すためのダイオードブリッジ回路５１ａが設けられ、その後段には内部回路の駆動電圧を生成する定電圧回路５４が配置されている。

こうして音声及びデータ信号は分配回路５１により２分配され、映像信号は映像信号増幅回路５３で約６ｄＢ増幅し２分配した後、下流側の親機主伝送線Ｌ２ａにそれぞれ重畳される。これにより無損失で二分配が実施される。また、直流電圧は分配回路５１を介して出力される。
尚、分岐器４は、パッシブ回路で形成され、音声信号、データ信号、及び映像信号を分岐すると共に直流電圧も伝送し、分岐した信号及び直流電圧は親機副伝送線Ｌ２ｂを介して居室機２に伝送される。

このように、各機器間に２線から成る伝送線Ｌを配設するだけで、音声、データ信号に加えて映像信号も送信できるため、配線工事は最小限の作業で済むし、配線コストも削減できる。更に、伝送線Ｌの接続間違いも無くなるし、各機器の端子台も一対の配線接続部があれば良く小型にできる。
また、データ信号は音声信号と同一の第１周波数帯Ｂ１であり低い周波数帯であるため、信号反射や減衰の影響を小さくでき、データ信号受信回路を安価な回路構成とすることができるし、データ信号の通信トラブルを減らすことができる。
更に、データ信号を受信した集合玄関機１及び居室機２は、受話音声をミュートするため、データ信号と音声信号とを同一の周波数帯で伝送しても通話音声を報音するスピーカ等からデータ信号音の報音を無くすことができ、不快なノイズの発生がない。
また、集合玄関機１のインターフェイス回路１１及び居室機２のインターフェイス回路２１は、伝送線Ｌを介して電源の供給を受けるため機器内部の電源系と絶縁でき、集合玄関機１及び居室機２同士が商用電源を介して繋がる事態を防ぐことができる。よって、伝送線Ｌ上の信号にノイズが乗って誤動作が発生するような問題が無くなり、機器の電源にＡＣトランスを設けて機器の電源部と商用電源を絶縁する必要がなくなる。
また、分配器５にアクティブ分配器を使用するため、信号を減衰させずに分配できるし、親機伝送線Ｌ２に重畳されている電圧で駆動されるため、別配線で電源を用意する必要がなく施工が容易である。

尚、上記実施形態では、ミュート信号生成回路１７及びミュート回路１８を集合玄関機１、居室機２のインターフェイス回路１１，１２に設けているが、インターフェイス回路内ではなくそれぞれの機器のメイン回路に設けても良い。
また、伝送する音声信号の最大値を約１．５Ｖｐｐ、伝送するデータ信号を約１０Ｖｐｐとし、データ信号を音声信号の６．７倍の大きさで伝送してコンパレータを用いてデータ信号を取り出しているが、この電圧比に限定するものではなく音声信号に対して設定した最大値の少なくとも２倍程度あればコンパレータを使用して容易に分離できる。
また親機伝送線Ｌ２に重畳させる電源電圧は制御装置３から供給しているが、別途電源装置を設けて供給しても良い。

１・・集合玄関機、２・・居室機、３・・制御装置、３ａ・・直流電源（電源手段）、４・・分岐器、５・・分配器、７・・共通負荷（共通負荷手段）、１１・・インターフェイス回路、１７・・ミュート信号生成回路、１８・・ミュート回路、２１・・インターフェイス回路、５３・・映像信号増幅回路、Ｌ・・伝送線、Ｌ２・・親機伝送線、Ｂ１・・第１周波数帯、Ｂ２・・第２周波数帯。

Claims (6)

1. 集合住宅の共用玄関に設置されて来訪者が居住者を呼び出す機能に加えて来訪者を撮像するカメラを備えた集合玄関機と、前記集合住宅の個々の住戸に設置されて前記呼び出しに応答する機能に加えて前記カメラの撮像映像を表示するモニタを備えた居室機と、前記集合玄関機と前記居室機の間の通信を制御する制御装置とを有する集合住宅インターホンシステムにおいて、
   前記集合玄関機と前記制御装置との接続、及び前記居室機と前記制御装置との接続を２線から成る伝送線で実施し、
   前記集合玄関機及び前記居室機は、音声信号とデータ信号とを同一の第１周波数帯に配置して伝送する一方、映像信号を前記第１周波数帯とは異なる高い第２周波数帯に配置して伝送するインターフェイス回路を具備することを特徴とする集合住宅インターホンシステム。
2. 前記インターフェイス回路は、伝送する音声信号の最大振幅電圧を一定電圧以下とする一方、データ信号は前記一定電圧の少なくとも２倍の振幅を有する電圧で伝送することを特徴とする請求項１記載の集合住宅インターホンシステム。
3. 前記インターフェイス回路は、データ信号を受信したらミュート信号を生成するミュート信号生成回路、及び前記ミュート信号を受けて受信した音声信号をミュートするミュート回路とを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の集合住宅インターホンシステム。
4. 前記伝送線には、電源手段が接続されて直流電圧が重畳され、
   前記インターフェイス回路は、前記伝送線に重畳された直流電圧により電源の供給を受けることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の集合住宅インターホンシステム。
5. 前記電源手段は、所定のインピーダンスを有する共通負荷手段を介して前記伝送線に接続されて成ることを特徴とする請求項４記載の集合住宅インターホンシステム。
6. 前記伝送線のうち前記居室機を接続する親機伝送線は、前記制御装置から分配器を介して複数延設される一方、前記居室機は前記親機伝送線に分岐器を介して接続されて成り、
   前記分配器は、前記伝送線に重畳されている前記直流電圧により駆動するアクティブ分配器であることを特徴とする請求項４又は５記載の集合住宅インターホンシステム。

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