JP4251372B1

JP4251372B1 - 検出装置と検出方法

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Publication number: JP4251372B1
Application number: JP2008187227A
Authority: JP
Inventors: 研土屋
Original assignee: イメージニクス株式会社
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: JP2010028438A

Abstract

【課題】映像信号や音声信号等を伝送する装置を複数接続したときに、後段の装置の有線回線接続状況及び電源投入状況を検出し、かつ、前段に接続されている装置に後段の装置の状況を伝達することができる検出装置と検出方法を提供する。
【解決手段】前段の装置から伝送される電気信号を後段の装置に伝送し、上記後段の装置の状況を検出して上記前段の装置に伝達する装置であって、上記前段の装置と後段の装置のそれぞれとを有線回線を介して接続し、上記後段の装置に伝送される上記電気信号に、直流電圧を重畳する電圧重畳部と、上記前段の装置から伝送された上記電気信号に、上記直流電圧と極性が反対となる電圧を重畳する逆電圧重畳部と、上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出した結果に応じて、上記逆電圧重畳部の動作を制御する制御部と、を有してなる検出装置による。
【選択図】図２

Description

本発明は、映像信号や音声信号等を、有線回線を介して伝送する装置を複数接続したときに、後段に接続された装置の有線回線接続状況及び電源投入状況を検出することができ、かつ、検出した後段装置の状況を前段に接続されている装置に伝達することができる検出装置と検出方法に関するものである

映像信号や音声信号をＬＡＮケーブルや同軸ケーブルなどの有線回線を介して伝送する場合、ケーブル長が一定の長さ以上になると信号が減衰し、また、信号波形に歪みが生じて、受信側における正常な信号出力ができなくなる。このような信号の減衰や歪みを解消するため、伝送された信号を増幅し、また、歪みを補正することができるケーブル延長装置が用いられる。

ケーブル延長装置は、伝送される信号の発信源となる送信装置側に設置するもの（以下「送信側装置」とする）と、伝送された信号を出力する受信装置側に設置するもの（以下「受信側装置」とする）からなり、それぞれの装置が距離を隔てて設置されるので、送信側装置の近傍から、受信側装置のケーブル接続状況や動作状況（例えば電源投入状況など）を視認することができない。

従って、ケーブル延長装置の設置作業において、装置の数に見合った人員が必要とされ、互いの間でトランシーバなどの通信手段を使用した状況確認を行えるように準備するか、または、信号伝送用のケーブルとは別の通信ケーブルを上記装置間に敷設し、この通信ケーブルを介して連絡する別の通信手段を設ける必要がある。しかし、多数の人員を配置することは非効率であり、また別途の通信手段を設けることは煩雑かつ管理が困難となる。

上記課題を解決するために信号伝送に用いるケーブルのみを用いて、相手装置におけるケーブル接続状況を検出することができるシステムが知られている（特許文献１を参照）。特許文献１に記載されているＡＶシステムは、片側の装置（例えば送信装置）にケーブルが接続されると、当該装置に備えられている同期信号検出手段によって、伝送する映像信号に含まれている同期信号を抽出し、この同期信号を評価した結果によって対向装置におけるケーブル接続の有無を判定することができる。

特開平５−８３７４８号公報

しかし、上記のＡＶシステムは同期信号を含まない信号（例えばアナログ信号）を伝送する場合には用いることはできない。また、映像信号から同期信号を抽出する手段や同期信号を評価する手段は複雑な構成となる。さらに、このようなＡＶシステムであっても、対向装置におけるケーブル接続の有無を検出できるのみであって、対向装置の電源投入の有無などの動作状況を検出することはできない。

このように、従来から知られている装置は、遠隔地の装置におけるケーブルの接続有無は検出できるが、同期信号を含まない信号には用いることができないので汎用性が低く、さらに、構成が複雑であるという課題があり、さらに、対向装置の動作状況を検出するには多数の人員を配置するか、別の通信手段を用いるなどの課題が残っている。

また、従来の装置を複数用いて数珠つなぎ状に接続し、信号の伝送距離をさらに延長させようとしたとき、手元の装置において数段先の装置の状況を検出することはできない。

そこで本発明は、映像信号や音声信号等を、有線回線を介して伝送する装置を、複数接続したときに、後段に接続された装置の有線回線接続状況及び電源投入状況を検出することができ、かつ、検出した後段装置の状況を前段に接続されている装置に伝達することができる検出装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる検出装置は、前段の装置から伝送される電気信号を後段の装置に伝送し、上記後段の装置の状況を検出して上記前段の装置に伝達する検出装置であって、上記前段の装置と後段の装置のそれぞれと有線回線を介して接続し、上記後段の装置に伝送される上記電気信号に、直流電圧を重畳する電圧重畳部と、上記前段の装置から伝送された上記電気信号に、上記直流電圧と極性が反対となる電圧を重畳する逆電圧重畳部と、上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出した結果に応じて、上記逆電圧重畳部の動作を制御する制御部と、を有してなることを特徴とする。

また、本発明にかかる検出装置は、上記制御部は、上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出する検出部と、上記検出部の検出結果に応じて上記後段の装置の状況を判定する判定部と、上記判定部の判定結果に応じて発振する発振部と、上記判定部の判定結果と上記発振部の出力によって、上記逆電圧重畳部を断続的に動作させる逆電圧制御部と、を有してなることを特徴とする。

また、本発明にかかる検出装置は、上記逆電圧制御部は、上記後段の装置の逆電圧重畳部の動作周期に同期して、上記逆電圧重畳部を断続的に動作させることを特徴とする。

また、本発明にかかる検出装置は、上記検出部は後段装置における有線回線接続状況と電源投入状況を検出し、上記判定部は、上記検出部の検出結果を用いて排他的論理和を出力し、上記発振部は、排他的論理和の出力が「Ｈ」のときのみ発振し、上記逆電圧制御部は、上記判定部の出力と上記発振部の出力を用いて否定論理積を出力し、この出力に応じて開閉するスイッチによって上記逆電圧重畳部を動作させることを特徴とする。

また、本発明にかかる検出方法は、前段の装置から伝送される電気信号を後段の装置に伝送し、上記後段の装置の状況を検出して上記前段の装置に伝達する検出装置により実行される検出方法であって、上記検出装置は、上記前段の装置と後段の装置のそれぞれと有線回線を介して接続していて、上記検出装置が、上記後段の装置に伝送される電気信号に、直流電圧を重畳するステップと、上記検出装置が、上記前段の装置から伝送された電気信号に、上記直流電圧と極性が反対となる逆電圧を重畳するステップと、上記検出装置が、上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出し、その検出結果に応じて上記逆電圧の重畳を制御するステップと、を有してなることを特徴とする。

本発明によれば、当該装置を複数用いて多段接続したときに、送信装置と受信装置の間に設置されたいずれかの機器の状況を、送信装置側に設置した装置においても検出することができるので、設置作業を効率的に行うことができる。また、いずれかの装置が故障したとき、この装置の前段に接続している全ての装置において異常を検出することができるので、容易に故障した装置を特定することができるため、メンテナンスが容易となる。

以下、本発明に係る検出装置と検出方法の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本実施例に係る検出装置の例を示す機能ブロック図である。図１において、検出装置１は、送信ブロック１０と、受信ブロック２０と、状況検出ブロック３０を備えている。この検出装置１の前段（図１において左側）には、伝送される信号の発信元となる送信装置３、または、検出装置１と同じ構成の検出装置（以下「前段の装置」とする）が、延長ケーブル５を介して接続されている。また、検出装置１の後段（図１において右側）には、送信装置３または前段の装置から伝送された信号の出力装置となる受信装置４、または、検出装置１と同じ構成の検出装置（以下「後段の装置」とする）が延長ケーブル５を介して接続されている。

送信ブロック１０は、送信装置３から入力された信号、または、前段の装置から伝送された信号に、直流電圧を重畳して、後段の装置に出力する機能を有する。受信ブロック２０は、前段の装置から伝送された信号を送信ブロック１０または受信装置４に出力する機能と、前段の装置が延長ケーブル５を介して接続された側の有線回線接続端に上記の直流電圧とは極性が反対となる逆直流電圧を重畳する機能を有する。状況検出ブロック３０は、前段の装置における延長ケーブル５の接続状況、及び、電源の投入状況を検出して、その結果を報知するとともに、この検出結果に応じた逆直流電圧の重畳を断続的に行う機能を有する。

送信装置３は、例えば、映像信号を出力するパーソナルコンピュータやビデオレコーダーである。また、送信装置３は、さらに別の図示しない信号源からの伝送信号を検出装置１対して出力するものであってもよい。その場合の送信装置３は、信号源であるパーソナルコンピュータやビデオレコーダー、音楽再生装置に接続するアンプやイコライザーなどの信号に加工を施すことができる装置である。

受信装置４は、例えば、ディスプレイやプロジェクターなどの映像出力装置や、オーディオイコライザーやデコーダー、アンプ、スピーカーなどで構成する音声出力装置などである。また、本実施形態の説明において延長ケーブル５とは、例えば、ツイストペアを４回線含むＬＡＮケーブルであって、その中の１信号ライン（１回線）を用いて信号伝送を行なうものである。

次に、図２を用いて検出装置１のさらに詳細な機能ブロックを説明する。図２に示すように、送信ブロック１０は、電圧重畳部１１と信号出力部１２を有してなる。受信ブロック２０は、信号受信部２１と、プロセスアンプ部２２と、逆電圧重畳部２３を有してなる。状況検出ブロック３０は、検出部３１と、検出報知部３２と、判定部３３と、発振部３４と、逆電圧制御部３５と、検出部３６と、検出報知部３７を有してなる。

電圧重畳部１１とは、送信装置３から入力された電気信号、または、受信ブロック２０から入力された前段の装置から伝送された電気信号に対して直流電圧をバイアスする回路によって構成される。信号出力部１２は、直流バイアスされた電気信号を平衡信号に変換するアンプと、延長ケーブル５の特性インピーダンスとの整合を保つインピーダンス整合用抵抗を備える回路によって構成される。

信号受信部２１とは、延長ケーブル５の特性インピーダンスと整合を保つインピーダンス整合用抵抗と、受信した信号を平衡／不平衡変換して出力する受信用差動アンプを備える回路によって構成される。プロセスアンプ部２２は、信号受信部２１によって平衡／不平衡変換された信号を元の信号レベルにまで増幅して受信装置４または送信ブロック１０に出力するイコライザー及びアンプであって、後述する検出部３６の出力に応じて動作する回路によって構成される。逆電圧重畳部２３は、後述する逆電圧制御部３５によって制御され、電圧重畳部１１において重畳される電圧と極性が逆となる直流電圧を延長ケーブル５に重畳する回路によって構成される。

検出部３１は、信号出力部１２において延長ケーブル５に出力された信号の直流成分の電圧レベルに応じて出力する回路によって構成される。検出報知部３２は、検出部３１の出力によって検出装置１の外部に対して報知を行なう回路によって構成される。判定部３３は、上記検出部３１の出力に応じて、後段の装置のケーブル接続状況及び電源投入状況を判定する回路によって構成される。発振部３４は、上記判定部３３の判定結果に応じて、後述する逆電圧制御部３５の動作間隔を決める信号を出力する回路によって構成される。逆電圧制御部３５は、上記発振部３４から発振された信号に基づいて逆電圧重畳部２３における逆バイアスの重畳を制御する回路によって構成される。検出部３６は、延長ケーブル５を介して受信した信号の直流成分の電圧レベルに応じて出力する回路によって構成される。報知部３７は、検出部３５の出力を検出装置１の外部に報知する回路によって構成される。

次に図３乃至図６を用いて、上記各部における回路構成の例とその動作について説明する。以下の説明に用いる信号は１Ｖｐ−ｐのデジタルオーディオ信号である。図３は、送信ブロック１０を構成する、電圧重畳部１１と信号出力部１２の回路例である。図３において、送信装置３（図２参照）または、プロセスアンプ部２２から入力された信号は、電圧重畳部１１を構成するコンデンサＣ１と抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２によって＋０．５Ｖｄｃにバイアスされる。このバイアスされた信号は、信号出力部１２の送信出力ドライバーである差動平衡出力アンプＡＭＰ１のプラス端子に入力されて、差動平衡信号に変換されるので、ＡＭＰ１のプラス出力端子からは＋０．５Ｖｄｃにバイアスされた信号が出力されて、マイナス出力端子からは−０．５Ｖｄｃにバイアスされた信号が出力される。

ＡＭＰ１のプラス出力端子とマイナス出力端子には、延長ケーブル５の特性インピーダンスとインピーダンス整合をとるための抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４がそれぞれ接続されている。この抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４を介して延長ケーブル５に接続し、後段の装置に信号が伝送される。

次に、図４において受信ブロック２０を構成する信号受信部２１と、プロセスアンプ部２２と、逆電圧重畳部２３の回路例を示す。図４において、延長ケーブル５を介して受信された信号は、信号受信部２１のインピーダンス整合用抵抗Ｒ１１、Ｒ１２によって終端されて、ＡＭＰ１１によって元の信号レベルまで増幅され、コンデンサＣ３を介してプロセスアンプ部２２に出力される。プロセスアンプ部２２はレベル調整した信号を、後述する検出部３６の出力によって受信装置４、または、送信ブロック１０の電圧重畳部１１に出力する。逆電圧重畳部２３は、後述する逆電圧制御部３５によって延長ケーブル５の入力端プラス側に逆電圧である−０．５Ｖｄｃが印加され、延長ケーブル５の入力端マイナス側に＋０．５Ｖｄｃが印加されるようにＲ１３及びＲ１４によって構成されている。

次に、図５において状況検出ブロック３０を構成する検出部３１と検出報知部３２の回路例を示し、動作の説明をする。図５において検出部３１は、抵抗Ｒ５を介して抵抗Ｒ３（図３）の延長ケーブル５側から信号（＋０．５Ｖｄｃにバイアスされている信号）を取り出し、Ｒ５とコンデンサＣ２で構成される積分回路によって、デジタル成分が除去された電気信号の直流電圧が、ＡＭＰ２及びＡＭＰ３のマイナス端子に印加されるよう構成されている。ここでＲ５は、Ｒ３と比較して高い抵抗値を有するものを用いることで、伝送信号に影響を与えないように考慮することができる。

ＡＭＰ２及びＡＭＰ３は、マイナス端子に印加される電圧とプラス端子に印加される電圧の大小関係によって出力が切り替わる比較回路である。ＡＭＰ２及びＡＭＰ３のマイナス端子に印加された電圧（上記信号に重畳されている直流電圧）が所定の値以上であれば出力し（出力が「Ｈ」）、所定の値より小さいときは出力をしない（出力が「Ｌ」）。Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８は電源電圧を分圧して、ＡＭＰ２及びＡＭＰ３が上記のような比較動作をすることができるように、比較判定の閾値となる電圧をプラス端子に印加する。例えば、後段の検出装置１に延長ケーブル５が接続されたときにＡＭＰ２の出力ＣＮは「Ｈ」になり、ＡＭＰ３の出力ＰＷＲは「Ｌ」となる。この状態でさらに、後段の検出装置１の電源が投入されたときはＡＭＰ３の出力ＰＷＲ「Ｈ」となる。つまり、出力ＣＮは「Ｈ」で接続状態（ＣｏＮｎｅｃｔｅｄ）を示し、出力ＰＷＲは「Ｈ」で電源投入状態（ＰｏＷｅＲ−ｏｎ）を示す。このように動作できるように、上記Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８の値を決めておく。ＡＭＰ２及びＡＭＰ３の出力端子には、出力が「Ｌ」のとき（実際には電圧がＶＥＥになるので）、電流を制限するための抵抗Ｒ２０、Ｒ２１が配置されている。検出報知部３２は、上記のＡＭＰ２の出力が「Ｈ」のときに点灯するＬＥＤ１と、ＡＭＰ３の出力が「Ｈ」のときに点灯するＬＥＤ２によって構成されている。

検出部３１と検出報知部３２の動作と具体的に説明する。検出装置１の後段には、本装置と同じ構成を有する後段の装置が延長ケーブル５を介して接続される。本装置において伝送信号に重畳された電圧（＋０．５Ｖｄｃ）は、後段の装置の受信部２０が備える入力インピーダンス整合用抵抗Ｒ１１・Ｒ１２（上記Ｒ３・Ｒ４とほぼ同じ値の抵抗）によって、ほぼ半分の値になる。従って、本装置の抵抗Ｒ５を介して取り出される電圧（ＡＭＰ２マイナス端子に印加される電圧）は、ほぼ＋０．２５Ｖｄｃになる。そこで、ＡＭＰ２のプラス端子に、＋０．５Ｖｄｃと＋０．２５Ｖｄｃの中間となる＋０．３７５Ｖｄｃが印加されるように、抵抗Ｒ６とＲ７の値を設定しておけば、後段に検出装置１が接続されたときに、ＡＭＰ２の出力ＣＮは「Ｈ」となり、ＬＥＤ１が点灯する。

また、上記の状態において、後段の装置の電源が投入されると、本装置においてバイアスした分（＋０．５Ｖｄｃ）が後段の装置の逆電圧重畳部２３によって相殺されるので、本装置のＲ５を介して取り出される電圧は略０Ｖになる。そこで、ＡＭＰ３のプラス端子に＋０．２５Ｖｄｃと０Ｖの中間となる＋０．１２５Ｖｄｃが印加されるように抵抗Ｒ６とＲ７とＲ８の値を設定しておけば、後段の装置の電源が投入されたときに、ＡＭＰ２の出力ＣＮとＡＭＰ３の出力ＰＷＲがともに「Ｈ」となるので、ＬＥＤ１とＬＥＤ２は点灯する。このように検出装置１は、検出部３１及び報知部３２によって、後段の装置における延長ケーブル５の接続状況と動作状況を検出し、かつ報知することができる。

次に、図６において状況検出ブロック３０を構成する検出部３６及び検出報知部３７の回路例を示し、各部の動作を説明する。図６において、検出部３６は、抵抗Ｒ１５を介して延長ケーブル５のプラス側から信号（＋０．５Ｖｄｃにバイアスされている信号）を取り出し、抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ５で構成される積分回路によって、デジタル成分が除去された上記信号の直流電圧が、ＡＭＰ１２のプラス端子に印加されるよう構成されている。ＡＭＰ１２は、マイナス端子に印加される電圧とプラス端子に印加される電圧の大小関係によって出力が切り替わる比較回路である。ＡＭＰ１２のプラス端子に印加された電圧（上記信号に重畳されている直流電圧）が所定の値であれば出力し（出力が「Ｈ」）、それ以外であれば出力をしない（出力が「Ｌ」）。抵抗Ｒ１６、抵抗Ｒ１７はＡＭＰ１２が上記のようにプラス端子に印加された電圧を判定することができるように閾値となる電圧を、電源電圧を分圧してマイナス端子に印加している。例えば、前段の装置の電源が投入されたときにＡＭＰ１２が出力するようにＲ１６及びＲ１７の値を決めればよい。検出報知部３７は、上記ＡＭＰ１２の出力が「Ｈ」のときに点灯するＬＥＤ１１によって構成されている。

前段の装置が延長ケーブル５を介して接続され、かつ、電源が投入されたとき、検出装置１の逆電圧重畳部２３によって、前段の装置において重畳された直流電圧が相殺されるので、抵抗Ｒ１５を介してＡＭＰ１２のプラス端子に印加される電圧は略０Ｖｄｃになる。ＡＭＰ１２のマイナス端子には、−０．５Ｖｄｃと０Ｖｄｃの中間となる−０．１２５Ｖｄｃが印加されるように、抵抗Ｒ１６と抵抗Ｒ１７の値を設定しておけば、前段の装置の電源が投入されたときに、ＡＭＰ１２は出力してＬＥＤ１１を点灯して報知することができる。

また、ＡＭＰ１２の出力端子には、ＶＥＥが出力されたときに電流を制限するための抵抗Ｒ２３を介してプロセスアンプ部２２（図４参照）に接続されており、プロセスアンプ部２２はＡＭＰ１２の出力に応じて動作する。検出装置１の電源が投入されているとき、前段の装置が不接続であるか電源が投入されていないとき、逆電圧重畳部２３の働きによってＡＭＰ１２のプラス端子には−０．５Ｖｄｃが印加される。ＡＭＰ１２のマイナス端子には−０．１２５Ｖｄｃが印加されるのでＡＭＰ１２は出力をしない（出力が「Ｌ」）。このとき、信号が伝送されてくることはなくプロセスアンプ部２２を動作させる必要がないので、プロセスアンプ部２２を停止させる。

したがって、「ＬＥＤ１１が点灯した状態は前段の検出装置１から信号を受信している状態」として運用することで、信号が伝送されることがない状態下で、プロセスアンプ部２２に不要な増幅動作をさせることなく、より適切な装置の運用が可能となる。

また、プロセスアンプ部２２は、検出部３６の出力によって動作の開始及び停止をするだけに限らず、所定の信号増幅や減衰、またはイコライザーとして動作させてもよい。

次に、本発明に係る検出装置において主な特徴である検出ブロック３０の判定部３３、発振部３４、逆電圧制御部３５の回路構成の例と動作について図７及び図８を用いて説明をする。判定部３３は、検出部３１の出力ＣＮと出力ＰＷＲを入力とする排他的論理和（ＸＯＲ）回路ＩＣ１によって構成される。ＩＣ１の出力ＸＯＲは、図８（ａ）に示すように、ＣＮ及びＰＷＲがともに「Ｌ」、または、ともに「Ｈ」のときは出力が「Ｌ」になる。また、ＣＮ及びＰＷＲの一方が「Ｈ」で他方が「Ｌ」のときは出力が「Ｈ」になる。

従って、ＩＣ１の出力ＸＯＲが「Ｌ」になるときは、後段の装置が延長ケーブル５を介して接続されていない状態、または、後段の装置が正常に接続されて、電源も投入されていない状態であっていずれも、検出装置１の動作において正常な状態である。よって、ＸＯＲが「Ｌ」のときは、上記逆電圧重畳部２３が、逆電圧を重畳し続けるようにすれば、後段の装置の正常状態を確認することができる。

図８（ａ）に示すように、出力ＸＯＲが「Ｈ」になるときは、ＣＮかＰＷＲのいずれか一方が「Ｌ」であって、他方の出力が「Ｈ」のときである。ここで、ＣＮが「Ｌ」ということは、後段の装置が延長ケーブル５を介して接続されていない状態である。従って、この状態においてＰＷＲが「Ｈ」となることは有り得ない。なぜならば、後段の装置が接続されていないにもかかわらず、後段の装置の電源が投入されたことを検出していることになるからである。よって、本実施形態においては、ＣＮが「Ｈ」であり、ＰＷＲが「Ｌ」であるときを検出して、この状態を前段の装置に伝達することができれば、後段の装置の動作異常を前段の装置で認識することができるようになる。

図７に戻って、発振部３４は、判定部３３の出力に応じて、逆電圧重畳部２３を断続的に動作させるための信号を発振するシュミットインバータ回路である。図７においてＩＣ２の入力端子は、ダイオードＤ１を介して判定部３３の出力が接続されている。ＩＣ２は抵抗Ｒ１９、コンデンサＣ４によって決定する時定数にリンクした時定数で発振する。図８（ｂ）に示すように、ＸＯＲが「Ｌ」のとき（正常な状況であるとき）、ＩＣ２の入力はダイオードＤ１の働きによって「Ｌ」となるので発振はせず、ＩＣ２の出力ＯＳＣは「Ｈ」のまま一定となる。ＸＯＲが「Ｈ」のとき、ＩＣ２の入力は「Ｌ」ではなくなるので発振して、その出力ＯＳＣは「Ｌ」と「Ｈ」を一定周期で繰り返すことになる。

逆電圧制御部３５は、上記ＸＯＲと上記ＯＳＣを入力とする否定論理積（ＮＡＮＤ）回路ＩＣ３と、ＩＣ３の出力ＳＷが「Ｈ」のときはＶＥＥを逆電圧重畳部２３に接続し、ＳＷが「Ｌ」のときはＶＥＥと逆電圧重畳部２３の接続を開放するスイッチ回路であるＩＣ４によって構成される。図８（ｃ）に示すように、ＸＯＲが「Ｌ」のときは、ＯＳＣが「Ｈ」で一定となるので、出力ＳＷは「Ｈ」で一定となりＩＣ４のスイッチは閉じて、逆電圧重畳部２３にＶＥＥが接続され続けるので、逆電圧が重畳され続けることになる。すでに説明したとおり、ＸＯＲが「Ｈ」のとき、ＩＣ２は発振してＯＳＣは「Ｌ」と「Ｈ」を一定周期で繰り返すので、出力ＳＷも出力ＯＳＣの周期に合せて「Ｈ」と「Ｌ」を繰り返す。このＳＷの周期に合せてＩＣ４は断続的にＶＥＥを逆電圧重畳部２３に接続することになるので、ＯＳＣの周期に合せて逆電圧の重畳が断続的に行われることになる。

そうすると、検出装置１において、後段の装置の電源が入っていないとき（逆電圧が検出できない）は、上記の動作によって本装置のＬＥＤ２は消灯し、前段の装置のＬＥＤ２は断続的に重畳される逆電圧によって点滅することになる。このように、前段の装置においても、後段の装置の動作が異常であることをＬＥＤの点滅によって報知して、認識することができるようになる。

次に、図９の示すような当該検出装置１を多段に接続した数珠繋ぎ構成における上記の動作について図１０と図１１を用いて説明をする。当該検出装置１が図９におけるＣの位置とする。検出装置１（Ｃ）よりも図９において左側に接続されている検出装置１（Ａ
）と、検出装置１（Ｂ）を「前段の装置」として表している。また、検出装置１（Ｃ）よりも図９において右側に接続されている検出装置１（Ｄ）を「後段の装置」として表している。すでに説明したとおり、検出装置１（Ｃ）において、後段の装置である検出装置１（Ｄ）で重畳される逆電圧を検出できないとき、検出装置１（Ｃ）のＬＥＤ２は消灯し、上記の説明のとおり検出装置１（Ｃ）の発信部３４が動作を開始することによって逆バイアスが断続的に重畳され、前段の装置である検出装置１（Ｂ）のＬＥＤ２は点滅する。

図１０は、検出装置１（Ｃ）の判定部３３、発振部３４、逆電圧制御部３５における入力と出力の関係を示すタイミングチャートである。検出装置１（Ｄ）における逆バイアスが検出できなくなった時（異常発生時）を時間Ｔで示している。図１０に示すように時間Ｔ前は、ＩＣ１に入力されるＣＮ、ＰＷＲのいずれもが「Ｈ」であるので、出力ＸＯＲは「Ｌ」となる。時間Ｔ以後は、ＩＣ１に入力されるＣＮは「Ｈ」のままであって、ＰＷＲが「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。この入力の変化を受けてＩＣ１の出力ＸＯＲは「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。そうすると、ＩＣ２は、入力が「Ｌ」から「Ｈ」になって、発振動作を開始する。しかし、ＩＣ２の入力が「Ｈ」と判断されるスレッショルド電圧Ｖｐに至るまでは、Ｒ１９とＣ４で決まる時定数にリンクした発振の反転周期よりも長い時間がかかる。例えば、反転周期が２秒の場合、出力ＸＯＲが「Ｌ」から「Ｈ」に変化してから、出力ＯＳＣが発振するまでに、発振時の反転周期の略２倍の４秒程度が経過することになる。

このように、検出装置１（Ｄ）の状況が変化して逆バイアスの検出ができなくなってから、一拍おいてＩＣ２が発振する。すでに説明したとおり、ＩＣ３の出力ＳＷは出力ＯＳＣと出力が反転した同一周期の信号となるので、この出力ＳＷの周期に合せてＩＣ４がスイッチ動作を繰り返し、逆電圧重畳部２３による逆バイアスも同じ周期で断続的に重畳されることになる。

次に、上記の出力ＸＯＲとＯＳＣを入力とする、ＩＣ３の出力ＳＷとＩＣ４の動作について図１１のタイミングチャートを用いて説明する。時間Ｔ以後ＯＳＣが発振するまでの時間も含めてＩＣ３の出力ＳＷは「Ｈ」と「Ｌ」を繰り返して変化する。ＩＣ４はＳＷが「Ｈ」のときはＯＮになって、逆電圧重畳部２３にＶＥＥが接続され、ＳＷが「Ｌ」のときはＯＦＦになって、逆電圧重畳部２３とＶＥＥの接続が切断される。従って、ＳＷの反転周期に対応して、逆バイアスが断続的に重畳されることになるので、これが前段の装置である検出装置１（Ｂ）に伝達される。

次に、検出装置１（Ｂ）における判定部３３の出力と、発振部３４の入力と出力の関係を図１２のタイミングチャートを用いて説明する。上記のように検出装置１（Ｃ）において逆バイアスが断続的に重畳されると、それが検出装置１（Ｂ）の検出部３１における出力ＰＷＲを変化させることになる。そうすると、ＩＣ１の出力ＸＯＲは、入力されるＰＷＲと反転する出力となる。すでに説明したとおり、ＸＯＲが「Ｌ」から「Ｈ」になるとＩＣ２は発振動作を開始し、発振するまでは出力ＯＳＣは「Ｈ」のままであるが、入力が「Ｈ」であると判断するスレッショルド電圧Ｖｐに至っときに「Ｌ」に反転する。ところが図１２に示すようにスレッショルド電圧Ｖｐに至るまでの時間経過直後かほぼ同時に、ＸＯＲは反転周期を迎えて「Ｌ」となる。そうすると、ダイオードＤ１の働きによってＩＣ２の入力は「Ｌ」になって発振動作は停止し、出力ＯＳＣは「Ｈ」となる。

その後は、ＸＯＲは２秒反転周期で「Ｌ」と「Ｈ」を繰り返すので、ＩＣ２の入力がスレッショルド電圧Ｖｐに至る前にＸＯＲが「Ｌ」になる。すなわち、ＩＣ２はＸＯＲが「Ｈ」になるたびに発振動作を開始するが、スレッショルド電圧Ｖｐに至る前にＸＯＲが「Ｌ」に反転するので、出力ＯＳＣが発振することはなく、「Ｈ」のままで一定となる。このように、後段の装置である検出装置１（Ｄ）の逆バイアスが検出できなくなったことによって検出装置１（Ｃ）における逆バイアスの重畳が断続的に行われても、これによって、前段の装置である検出装置１（Ｂ）の発振部３４が発振することはない。

そうすると、ＩＣ３の入力となるＸＯＲは検出装置１（Ｃ）における逆バイアスの断続周期と同じ周期で反転し、ＯＳＣは時間Ｔの後、瞬間的に「Ｌ」になることがあるが、その後は「Ｈ」で一定するので、出力ＳＷはＸＯＲと同じ周期で「Ｌ」と「Ｈ」が反転した出力となる。このＳＷよって検出装置１（Ｂ）のＩＣ４は動作し、逆バイアスが断続的に重畳される。つまり、前段の装置である検出装置１（Ｃ）の逆バイアスの断続周期と同じ断続周期で逆バイアスが重畳されることになる。

検出装置１（Ｂ）において断続的に重畳された逆バイアスを、検出装置１（Ａ）が検出をし、上記と同じ回路動作によって、ＬＥＤ２を点滅する。従って、図９のように検出装置１を接続したとき、検出装置１（Ｄ）の電源が入っていないと、検出装置１（Ｃ）は自らのＬＥＤ２を消灯させるとともに、逆バイアスを断続的に重畳することで、後段装置の状況を前段の検出装置１（Ｂ）に伝達し、検出装置１（Ｂ）は検出装置１（Ｃ）の断続的逆バイアスによってＬＥＤ２を点滅させ、上記の断続逆バイアスと同一周期で逆バイアスを断続的に重畳して前段の検出装置１（Ａ）に伝達する。これによって、検出装置１（Ａ）は、検出装置１（Ｂ）の断続的逆バイアスによってのＬＥＤ２を点滅させる。

以上のように、本発明に係る検出装置を用いることで、遠隔に設置されている検出装置のすべてが正常に動作しているか否かが手元の装置において視覚的に認識でき、何らかの原因で逆バイアスが動作していない（例えば電源が入っていない）異常状態の検出装置があれば、ＬＥＤの消灯または点滅によって異常な装置を容易に発見することができる。これによって、設置作業の効率化とメンテナンスの効率化を図ることができる。

上記において説明した本発明に係る検出装置は、重畳する電圧値や判定に用いる電圧値を、あらかじめ設計によって固定するものであるが、これに限ることなく、延長ケーブルの線路長に応じて重畳する電圧値と判定に用いる電圧値を可変とするものでもよい。

さらに、本発明に係る検出装置における報知手段は、ＬＥＤに限らずスピーカーを用いて音で報知してもよい。

本発明は、長距離の延長ケーブルを用いる場合に、伝送信号の増幅、信号の歪みの補正を行なうケーブル延長装置に本発明に係る検出装置を組み込むことで、上記において説明した特徴を具備するケーブル延長装置を得ることもできる。

本発明に係る検出装置の機能構成の例を示すブロック図である。上記検出装置のより詳細な機能構成の例を示すブロック図である。上記検出装置に含まれる一部の構成の回路例を示す回路図である。上記検出装置に含まれる一部の構成の回路例を示す回路図である。上記検出装置に含まれる一部の構成の回路例を示す回路図である。上記検出装置に含まれる一部の構成の回路例を示す回路図である。上記検出装置に含まれる一部の構成の回路例を示す回路図である。上記検出装置の検出結果と各部の出力の関連を示す図である。上記検出装置を用いた多段接続の構成例を示すブロック図である。上記検出装置における後段装置の状況検出結果と前段の装置に通知する信号の関連を示すタイミングチャートである。上記検出装置における後段装置の状況検出結果と前段の装置に通知する信号の関連を示すタイミングチャートである。上記検出装置における後段装置の状況検出結果と前段の装置に通知する信号の関連を示すタイミングチャートである。上記検出装置における後段装置の状況検出結果と前段の装置に通知する信号の関連を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１１直流電圧重畳部
１２信号出力部
１３検出部
１４検出報知部
２３直流逆電圧重畳部
３３判定部
３４発振部
３５逆電圧制御部

Claims

前段の装置から伝送される電気信号を後段の装置に伝送し、上記後段の装置の状況を検出して上記前段の装置に伝達する検出装置であって、
上記前段の装置と後段の装置のそれぞれと有線回線を介して接続し、
上記後段の装置に伝送される上記電気信号に、直流電圧を重畳する電圧重畳部と、
上記前段の装置から伝送された上記電気信号に、上記直流電圧と極性が反対となる電圧を重畳する逆電圧重畳部と、
上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出した結果に応じて、上記逆電圧重畳部の動作を制御する制御部と、
を有してなることを特徴とする検出装置。
上記制御部は、
上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出する検出部と、
上記検出部の検出結果に応じて上記後段の装置の状況を判定する判定部と、
上記判定部の判定結果に応じて発振する発振部と、
上記判定部の判定結果と上記発振部の出力によって、上記逆電圧重畳部を断続的に動作させる逆電圧制御部と、
を有してなることを特徴とする請求項１記載の検出装置。
上記逆電圧制御部は、上記後段の装置の逆電圧重畳部の動作周期に同期して、上記逆電圧重畳部を断続的に動作させることを特徴とする請求項２記載の検出装置。
上記検出部は後段装置における有線回線接続状況と電源投入状況を検出し、
上記判定部は、上記検出部の検出結果を用いて排他的論理和を出力し、
上記発振部は、上記排他的論理和の出力が「Ｈ」のときのみ発振し、
上記逆電圧制御部は、上記判定部の出力と上記発振部の出力を用いて否定論理積を出力し、この否定論理積の出力に応じて動作するスイッチによって上記逆電圧重畳部を動作させることを特徴とする請求項２または３記載の検出装置。
前段の装置から伝送される電気信号を後段の装置に伝送し、上記後段の装置の状況を検出して上記前段の装置に伝達する検出装置により実行される検出方法であって、
上記検出装置は、上記前段の装置と後段の装置のそれぞれと有線回線を介して接続していて、
上記検出装置が、上記後段の装置に伝送される電気信号に、直流電圧を重畳するステップと、
上記検出装置が、上記前段の装置から伝送された電気信号に、上記直流電圧と極性が反対となる逆電圧を重畳するステップと、
上記検出装置が、上記後段の装置側の有線回線接続端電圧を検出し、その検出結果に応じて上記逆電圧の重畳を制御するステップと、
を有してなることを特徴とする検出方法。