JP4312189B2 - 映像信号伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像信号を伝送する映像信号伝送装置に関する。

複数の映像表示装置に、映像信号が全ての映像表示装置に対してデイジーチェーン方式で鎖状に接続して供給することが可能な映像表示システムがあった。このようにデイジーチェーン方式で映像表示装置を接続することにより、システム増築の場合にも単に鎖状接続の最終段装置に追加装置を接続するだけでよくなり、容易な対処が可能となる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２００４２号公報

ところで、複数の映像出力装置から入力される映像信号のうちの一つを選択して出力するシステムにおいても、選択可能な映像映像出力装置を増設する際のフレキシビリティを有するといった点で、複数の映像出力装置をデイジーチェーン接続して選択された映像信号を伝送することが好ましい。

しかしながら、複数の映像出力装置をデイジーチェーン接続にて伝送する場合、各々の映像出力装置において、自身の映像信号を下流側の映像出力装置へ伝送する経路に、上流側の映像出力装置と接続される分岐が存在するため、この分岐に起因した信号の反射等が発生してしまうといった事情があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、拡張性が容易であると共に、伝送する映像信号の品位を確保することが可能な映像信号伝送装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１に、第一の映像信号伝送装置の出力に信号ケーブルを介して接続可能な入力端子を有し、当該入力端子からの映像信号が入力されるデイジーチェーン接続入力回路と、第二の映像信号伝送装置の入力に信号ケーブルを介して接続可能な出力端子を有し、当該出力端子に映像信号を出力するデイジーチェーン接続出力回路と、映像信号を出力する映像信号出力機器に接続可能であり、当該映像信号出力機器から入力される映像信号を前記デイジーチェーン接続出力回路に出力する映像入力回路とを備え、前記デイジーチェーン接続入力回路及びデイジーチェーン接続出力回路は、互いに整合が取られた終端部を有する映像信号伝送装置が提供されるものである。

この構成により、複数の映像信号伝送装置をデイジーチェーン接続した場合に終端整合をとって映像信号の反射等による映像信号の劣化を防ぐことができるので、拡張性が容易であると共に、伝送する映像信号の品位を確保することができる。

本発明は、第２に、上記第１に記載の映像信号伝送装置であって、前記デイジーチェーン接続入力回路及び前記デイジーチェーン接続出力回路は、直流結合回路により構成される。

この構成により、交流結合における切替時のバイアス変動に起因した同期乱れが生じないので、映像信号伝送装置の切替時における同期信号の安定化を図ることができる。

本発明は、第３に、上記第１又は第２に記載の映像信号伝送装置であって、前記映像入力回路は、前記映像信号出力機器から入力される映像信号の基準レベルを所定のレベルにクランプするクランプ回路とを有する。

この構成により、映像信号の基準レベルが所定のレベルにクランプされるので、複数の映像信号伝送装置をデイジーチェーン接続したとき、異なる映像信号伝送装置からの映像信号に切り替えた場合においても、映像信号の品位を確保することができる。

本発明は、第４に、上記第１又は第２に記載の映像信号伝送装置であって、前記映像入力回路は、前記映像信号出力機器と前記デイジーチェーン接続出力回路との間を接続状態又は非接続状態に切り替える切替部と、前記切替部の出力に接続される第一の出力トランジスタとを有し、前記切替部は前記映像信号出力機器と前記デイジーチェーン接続出力回路との間が非接続状態の場合に、前記第一の出力トランジスタに０バイアスをかける。

この構成により、映像信号入力がアクティブではない場合には、上流側に接続された映像信号伝送装置から下流側に接続された映像信号伝送装置への映像信号伝送経路に対して、映像入力回路が接続されていない状態となるので、映像信号伝送に対する影響を防ぐことができる。

本発明は、第５に、上記第４に記載の映像信号伝送装置であって、前記映像入力回路は、複数の前記映像信号出力機器に接続可能であり、前記複数の映像信号出力機器から入力される映像信号の基準レベルを、各々同じレベルにクランプする複数のクランプ回路を更に備え、前記切替部は、前記接続状態として、各々前記クランプ回路を介して入力される複数の映像信号のうちの一つを選択する。

この構成により、一つの信号伝送装置で、複数の映像出力機器からの映像信号を切替可能であり、また、全ての映像信号の基準レベルが所定のレベルにクランプされるので、切替部により異なる映像出力機器からの映像信号に切り替えた場合においても、映像信号の品位を確保することができる。

本発明は、第６に、上記第４又は第５に記載の映像信号伝送装置であって、前記デイジーチェーン接続入力回路は、前記第一の映像信号伝送装置から入力される０バイアスの信号によりオフとなる第二の出力トランジスタを有する。

この構成により、自身の映像信号伝送装置の映像信号入力から下流側に接続された映像信号伝送装置への映像信号を伝送する際に、その映像信号伝送経路にデイジーチェーン接続入力回路が接続されていない状態となるので、映像信号伝送に対する影響を防ぐことができる。

本発明によれば、拡張性が容易であると共に、伝送する映像信号の品位を確保することが可能な映像信号伝送装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る映像信号伝送システムの概略構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、カメラ等の映像信号を出力する映像出力機器からの映像信号を伝送する映像伝送装置の一例として、複数の映像信号入力を選択可能であると共に、他の中継装置からの信号を伝送可能な中継装置１について説明する。

図１に示すように、本実施形態の映像信号伝送システムでは、中継装置１ａ，１ｂ，１ｃに対して信号ケーブルが一筆書きの要領で配線されている。このシステムは、例えば２５６個の映像信号が３台に分割した中継装置１ａ，１ｂ，１ｃの機器入力端子１２に入力され、操作入力装置５に入力された指示に基づいて、中継装置１ａ，１ｂ，１ｃによりいずれか一つの映像信号が選択して伝送する。そして、伝送された選択映像信号は、例えば、表示装置４に出力されて表示される。

なお、本実施形態では、中継装置１に映像信号を出力する映像出力機器の例としてカメラ２の場合について説明する。そして、中継装置１ａ〜１ｃは例えば各々９６個の機器入力端子１２を有し、中継装置１ｃには１〜９６番目のカメラ２の映像信号が、中継装置１ｂには９７〜１９２番目のカメラ２の映像信号が、中継装置１ｃには１９３〜２５６番目のカメラ２の映像信号が入力される。

各々の中継装置１ａ，１ｂ，１ｃは、上流側の中継装置の出力に信号ケーブルを介して接続可能なデイジー入力端子１３と、デイジー入力端子１３からの映像が入力される入力回路３０と、下流側の中継装置の入力に信号ケーブルを介して接続可能なデイジー出力端子１４と、デイジー出力端子に映像信号を出力する出力回路４０と、カメラ２等の映像信号を出力する映像出力機器に接続可能であり、映像信号出力機器から入力される映像信号を出力回路４０に出力する選択回路２０とを有する。選択回路２０は、複数の機器入力端子１２を有して複数の映像信号が入力可能であり、操作入力装置５からの操作入力信号にしたがって映像信号の選択を行う。なお、各々の中継装置１ａ，１ｂ，１ｃにおけるデイジー入力端子及びデイジー出力端子の符号は、それぞれデイジー入力端子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、デイジー出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃであるものとする。また、各中継装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、機器入力端子１２、デイジー入力端子１３、デイジー出力端子１４、選択回路２０、入力回路３０、出力回路４０はそれぞれ同一の構成を有する。

中継装置１同士の接続は、デイジー出力端子１４からデイジー入力端子１３へ信号ケーブルを接続することにより行われる。図１に示すように、上流側から順に、中継装置１ａのデイジー出力端子１４ａから中継装置１ｂのデイジー入力端子１３ｂが接続されることにより中継装置１ａ及び中継装置１ｂが接続される。また、中継装置１ｂのデイジー出力端子１４ｂから中継装置１ｃのデイジー入力端子１３ｃが接続されることにより中継装置１ｂ及び中継装置１ｃが接続される。

本システムでは、２５６個の映像信号入力から一つの映像信号が選択されるので、各々の中継装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、選択がアクティブになっていない選択回路２０の選択出力は、デイジー入力端子１３及びデイジー出力端子１４と接続しないようになっていると共に、選択がアクティブになっている選択回路２０は、デイジー入力端子１３へは信号が戻らない構成を有する。

なお、最終選択出力となる映像信号は、全ての入力信号の共通選択信号ラインとなる、最下流に接続された中継装置１ｃのデイジー入力端子１３ｃ及びデイジー出力端子１４ｃの間からバッファ回路３を経由して直接出力される。なお、バッファ３は選択出力信号に何らかの加工を加えたり付加する、例えば文字表示を行ったりする場合の信号ルートとして必要な場合の回路として記載してあるが、２５６個の映像信号入力からの選択処理だけでよければ出力回路４０の出力端子１４ｃより選択された映像信号を出力すればよいので、中継装置１ａ〜１ｃは、全て同じ構成を有していてもよい。

図２は本発明の実施形態に係る映像信号伝送装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、選択回路２０は、複数、例えば９６個の機器入力端子１２を介してカメラ２に接続可能である。そして、機器入力端子１２の各々に対応して接続されたクランプ回路２１と、操作入力装置５からの操作指示に基づいて、クランプ回路１２を介して入力される映像信号のうちの一つと出力回路４０との間を接続状態又は非接続状態に切り替える切替部２２と、切替部２２の出力側に設けられたＰＮＰトランジスタ２３及びＮＰＮトランジスタ２４と、接地抵抗２５とを有する。

クランプ回路２１は共通の電源電圧２１ｖが印加され、各々のカメラ２から入力される映像信号において、同期信号の底のレベルやペデスタルレベル等の基準レベルを、同じレベルにクランプすることにより、安定に同期分離することができる。

このクランプ回路２１について、図３を用いて詳述する。図３は本発明の実施形態に係る映像信号伝送装置におけるクランプ回路の内部構成を示す図である。クランプ回路２１は、機器入力端子１２に接続されたＤＣカップリングコンデンサ２１１と、ベースに電源電圧２１ｖが接続され、エミッタにＤＣカップリングコンデンサ２１１の出力側の接続点Ａに接続されるＮＰＮトランジスタ２１２と、ＤＣカップリングコンデンサ２１１の出力に接続された接地抵抗２１３と、ＤＣカップリングコンデンサ２１１の出力にベースが接続された出力トランジスタであるＮＰＮトランジスタ２１４とを備える。なお、本説明において、電源電圧２１ｖ＝１．７［Ｖ］とする。

機器入力端子１２から入力されたＤＣカップリングコンデンサ２１１により、入力信号は交流成分となる。接続点Ａのクランプ電圧が１．０［Ｖ］よりも低くなると、ＮＰＮトランジスタ２１２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥが大（ＶＢＥ≧０．７［Ｖ］）となり、ＮＰＮトランジスタ２１２がオンする。そして、ＮＰＮトランジスタ２１２より電流が供給され、ＤＣカップリングコンデンサ２１１に電荷が充電される。この充電により、接続点Ａの電位が上昇し、入力信号の最小値が１．０［Ｖ］以上になるまで充電が行われる。

接続点Ａの電位が１．０［Ｖ］以上になると、ＮＰＮトランジスタ２１２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥが小（ＶＢＥ＜０．７［Ｖ］）になり、ＮＰＮトランジスタ２１２がオフし、コンデンサへの充電が停止される。この時、入力信号の最小値がクランプ電圧と等しい電位となる。つまり、例えばコンポジットビデオ信号の場合は同期信号の最小値が固定される。

次に、ＮＰＮトランジスタ２１４のベース電流及び接地抵抗２１３により、コンデンサの電荷が放電すると、再び接続点Ａのクランプ電位が低下し、ＮＰＮトランジスタ２１２のベース・エミッタ間電圧ＶＢＥが大（ＶＢＥ≧０．７［Ｖ］）となる。すると、ＮＰＮトランジスタ２１２がオンとなるので、ＮＰＮトランジスタ２１２から電流が供給され、ＤＣカップリングコンデンサ２１１に電荷が充電され、入力信号の最小値がＮＰＮトランジスタ２１２をオフする電圧（１．０［Ｖ］以上）まで上昇する。以上のように、クランプ電圧と入力信号の最小値が等しく保つ様に、充放電が繰り返される。

切替部２２は、各々のクランプ回路１２からの入力のほか、開放２２ｘが選択可能な構成を有する。そして、切替部２２の出力は、ＰＮＰトランジスタ２３のベースに接続され、ＰＮＰトランジスタ２３のエミッタはＮＰＮトランジスタ２４のベースに接続されている。ＮＰＮトランジスタ２４のエミッタが選択回路の出力となる。また、接地抵抗２５は、一端が切替部２２とＰＮＰトランジスタ２３との間の接続点に接続され、他端が接地されている。

入力回路３０は、デイジー入力端子１３に接続された０ｄＢバッファ３１と、一端がデイジー入力端子１３と０ｄＢバッファ３１との間の接続点に接続され、他端が接地された終端抵抗３２と、ＰＮＰトランジスタ３３と、ＮＰＮトランジスタ３４とを有する。ＰＮＰトランジスタ３３のベースは０ｄＢバッファ３１の出力に接続されており、ＮＰＮトランジスタ３４のベースはＰＮＰトランジスタ３３のエミッタに接続されている。

出力回路４０は、選択回路の出力２０及び入力回路３０の出力の接続点と終端抵抗５０との間の接続点に接続された６ｄＢドライバ４１と、６ｄＢドライバ４１及びデイジー出力端子１４との間に直列に接続された終端抵抗４２とを有する。

次に、上記のように構成された中継装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では、中継装置１ｂに接続されたカメラ２のうちの一つにより出力された映像が、映像伝送システムの出力として選択された場合について説明する。

中継装置１ａの選択回路２０において、機器入力端子１２に入力された映像信号は選択しないので、切替部２２は、オープン２２ｘが選択される。したがって、トランジスタ２３のベースは接地抵抗２５により０バイアスとなるので、トランジスタ２３，２４がカットオフとなる。したがって、中継装置１ａの出力回路４０が０バイアス直流分をデイジー出力端子１４に伝送する。

中継装置１ａの次段に接続された中継装置１ｂの入力回路３０は、中継装置１ａの出力回路４０と接続されているので０バイアス状態となり、トランジスタ３３，３４がオフとなる。したがって、中継装置１ｂの選択回路２０のトランジスタ２４には、入力回路３０より上流の回路が接続されていない状態となる。

中継装置１ｂでは映像入力のうちの一つが選択されるので、選択回路２０の切替部２２は、選択された機器入力端子１２を接続状態にする。切替部２２の出力には、選択された機器入力端子１２に接続されたクランプ回路２１によりあるバイアスを持った信号が得られるので、トランジスタ２３，２４がオンする。トランジスタ２４には、上述したように入力回路３０のトランジスタ３４がオフであり接続されていない状態であるので、出力回路４０を介してデイジー出力端子１４ｂへ選択映像出力が現れる。

中継装置１ｂの次段に接続された中継装置１ｃの入力回路３０は、中継装置１ｂの出力回路４０と接続されている。ここで、出力回路４２には終端抵抗４２が設けられ、入力回路３０には終端抵抗３２が設けられている。これらの終端抵抗によって終端機能を有すると共にこれらが整合を行うことにより、機器間を接続する信号ケーブルによる反射などを最小に抑え、画像伝送として好ましい条件を提供することが出来る。

中継装置１ｃの選択回路２０において、機器入力端子１２に入力された映像信号は選択しないので、切替部２２は、オープン２２ｘが選択される。したがって、トランジスタ２３のベースは接地抵抗２５により０バイアスとなるので、トランジスタ２３，２４がカットオフとなる。したがって、入力回路のトランジスタ３４には選択回路２０が接続されていない状態となるので、デイジー入力端子１３ｃより入力された信号は入力回路３０を経由しバッファ回路３より出力される。

上述したように、中継装置にデイジー接続用の入力回路３０及び出力回路４０を専用に設け、それぞれ互いに整合が取られた終端部を有するので、接続された信号ケーブル等における反射を抑えることが可能となる。また、映像信号が入力されていない状態においては選択回路２０及び入力回路３０の出力トランジスタのバイアスを０とする。このようにして、デイジーチェーン接続された中継装置間で方向性を有した信号授受が可能となる。

なお、本実施形態の中継装置では、上流側の中継装置と下流側の中継装置との間で直流伝送が可能なように、入力回路３０及び出力回路４０は直流結合回路により構成されている。以下、直流結合回路を用いることの利点について、図４及び図５を参照して説明する。

図４は交流結合による映像信号切替回路を示す図であり、図５は交流結合による映像入力切替時の映像信号変化を説明する図である。図５（Ａ）は入力映像信号Ｓ１の信号波形を示す図、図５（Ｂ）は入力映像信号Ｓ２の信号波形を示す図、図５（Ｃ）は入力映像信号Ｓ１からＳ２へ切り替えたときの信号波形を示す図、図５（Ｄ）は入力映像信号Ｓ１からＳ２へ切り替えたときの分離された同期信号を示す図、図５（Ｅ）は正常に分離された同期信号を示す図である。

図４及び図５に示すように、入力映像信号Ｓ１，Ｓ２のうちのいずれか一つを選択して出力する場合について説明する。入力映像信号Ｓ１，Ｓ２の各々はコンデンサＣを用いて交流伝送され、スイッチＳＷにおいていずれか一方が選択される。スイッチＳＷの出力はトランジスタＴＲのベースに接続される。また、トランジスタＴＲのベースには固定バイアスがかけられている。

ここで、入力映像信号Ｓ１，Ｓ２が異なる直流レベルを有し、図５（Ａ）に示すように入力映像信号Ｓ１の直流レベルが低く、図５（Ｂ）に示すように入力映像信号Ｓ２の直流レベルが高い場合、図５（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１においてスイッチＳＷによって入力映像信号Ｓ１から入力映像信号Ｓ２に切り替えられると、選択された信号はコンデンサＣを経由してそのまま出力される。なお、切替後の入力映像信号Ｓ２の直流レベルは、時間の経過と共に、バイアス回路等による放電で収束する。

この場合、図５（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、同期信号の正常に分離されず、欠落することにより、出力した表示装置における表示が不安定となってしまう。

そこで、本実施形態では、前述したように、選択対象となる映像信号間におけるシンクチップ電圧等の基準レベルが同じレベルとなるようにクランプ回路２１が設けられているので、中継装置１における切り替えによっても選択時の映像入力信号の直流レベルが変化しない。

また、基準レベルにクランプするクランプ回路２１を含み、直流伝送可能な中継装置１が、同期信号の直流電位を固定してデイジーチェーン接続されている。したがって、異なる中継装置１に入力された映像信号への切り替えが行われた場合でも同期信号の直流電位は変化しないので、映像信号から同期分離における検波の欠落が無く、安定した画像表示が得られる。

このような本発明の実施形態によれば、デイジーチェーン接続される出力回路と入力回路との間で理想的な伝送と整合状態を実現し機器間を接続するケーブルを最小限とし、複数の映像出力機器のデイジー接続が可能な、システム性並びに拡張性の高い扱いやすいシステムを供給することができる。また、各々の映像伝送装置において、映像出力機器からの入力映像信号を互いに等しいクランプ電圧にするクランプ回路を有し、映像伝送装置間を直流伝送できる回路を用いてデイジーチェーン接続することにより、安定した映像入力の切替を行うことができる。

なお、本実施形態では、映像伝送装置として複数の映像出力機器からの映像信号を選択可能な中継装置について説明したが、一つの映像出力機器のみの入力が入力可能な装置でもよい。

本発明の映像信号伝送装置は、拡張性が容易であると共に、伝送する映像信号の品位を確保することが可能な効果を有し、複数の映像信号入力から一つの映像を選択して伝送する映像信号伝送システム等に有用である。

本発明の実施形態に係る映像信号伝送システムの概略構成を示すブロック図 本発明の実施形態に係る映像信号伝送装置の概略構成を示す図 本発明の実施形態に係る映像信号伝送装置におけるクランプ回路の内部構成を示す図 交流結合による映像信号切替回路を示す図 交流結合による映像入力切替時の映像信号変化を説明する図

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 中継装置
２ カメラ
３ バッファ回路
４ 操作入力装置
５ 表示装置
１２ 機器入力端子
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ デイジー入力端子
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ デイジー出力端子
２０ 選択回路
２１ クランプ回路
３０ 入力回路
４０ 出力回路

Claims (3)

1. 第一の映像信号伝送装置の出力に信号ケーブルを介して接続可能な入力端子を有し、当該入力端子からの映像信号が入力されるデイジーチェーン接続入力回路と、
   第二の映像信号伝送装置の入力に信号ケーブルを介して接続可能な出力端子を有し、当該出力端子からの映像信号を出力するデイジーチェーン接続出力回路と、
   映像信号を出力する映像信号出力機器に接続可能であり、当該映像信号出力機器から入力される映像信号を前記デイジーチェーン接続出力回路に出力する映像入力回路とを備え、
   前記デイジーチェーン接続入力回路及び前記デイジーチェーン接続出力回路は直流結合回路により構成され、
   前記映像入力回路は、前記映像信号出力機器と前記デイジーチェーン接続出力回路との間を接続状態又は非接続状態に切り替える切替部と、前記切替部の出力に接続される第一の出力トランジスタとを有し、前記切替部は前記映像信号出力機器と前記デイジーチェーン接続出力回路との間が非接続状態の場合に、前記第一の出力トランジスタに０バイアスをかけ、前記第一の出力トランジスタをカットオフし、前記映像信号出力機器と前記デイジーチェーン接続出力回路との間が接続状態の場合に、前記第一の出力トランジスタは前記映像信号出力機器の出力信号のバイアスによりオンし、前記デイジーチェーン接続出力回路から前記映像信号出力機器の信号を出力し、
   前記デイジーチェーン接続入力回路は、前記第一の映像信号伝送装置から映像信号が入力されない場合、オフとなり、前記第一の映像信号伝送装置から映像信号が入力された場合、前記映像信号のバイアスによりオンする第二の出力トランジスタを有する映像信号伝送装置。
2. 請求項１に記載の映像信号伝送装置であって、
   前記映像入力回路は、前記映像信号出力機器から入力される映像信号の基準レベルを所定のレベルにクランプするクランプ回路を有する映像信号伝送装置。
3. 請求項１又は２に記載の映像信号伝送装置を複数備える映像信号伝送システムであって、
   複数の前記映像信号伝送装置の切替部を制御し、一つの映像信号出力機器を選択する操作入力装置を有する映像信号伝送システム。

Images