JP4760586B2 - 映像伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、２線式の平衡線路からなる伝送線路を介して映像信号を送信する複数の端末器と、各端末器から送信される映像信号を受信して映像を表示する親機とを備え、一端に親機が接続された伝送線路に複数の端末器が送り接続されてなる映像伝送システムに関するものである。

この種の映像伝送システムとして、例えば、住戸外に設置されたカメラ付きのドアホン子器と、住戸内に設置されたモニタ付のインターホン親機（以下、「親機」と呼ぶ。）とが平衡２線式の伝送線路で接続され、ドアホン子器のカメラで撮像された映像が伝送線路を介して親機に伝送され、親機が具備するモニタに映像が表示されるようにしたテレビインターホンシステムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されている従来例では、通話機能を有するドアホン子器だけでなく、通話機能を有さない端末器（カメラ装置）も伝送線路を介して親機に接続でき、ドアホン子器やカメラ装置を含む複数台の端末器が親機に対して伝送線路を介して送り接続される。ここで、特許文献１に記載されている従来例においては、伝送線路からみたドアホン子器の映像信号送信部の出力インピーダンスが伝送線路の特性インピーダンスよりも十分高い値に設定されているため、複数台のドアホン子器を送り接続しても映像信号の伝送損失が抑えられるから画質劣化がほとんど生じない映像伝送が可能となる。
特許３２４６３５３号公報（図４参照）

ところで特許文献１に記載されている従来例においては、抵抗を介してエミッタがグランドに接地されたバイポーラトランジスタで映像信号を増幅するとともに、映像信号の伝送周波数帯域におけるインピーダンスが伝送線路の特性インピーダンスよりも十分に高い値であるインダクタをバイポーラトランジスタのコレクタに接続することで伝送線路に対する端末器（ドアホン子器）の出力インピーダンスを高くしていた。かかる従来構成ではバイポーラトランジスタのエミッタに接続された抵抗の抵抗値で映像信号の増幅度を調整するのであるが、抵抗値による増幅度の調整では調整幅が狭く且つ増幅度の増大に伴って抵抗における損失も増加してしまうという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、端末器が有する送信手段の増幅度の調整幅を拡大しつつ損失の低減が図れる映像伝送システムを提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、２線式の平衡線路からなる伝送線路を介して映像信号を送信する複数の端末器と、各端末器から送信される映像信号を受信して映像を表示する親機とを備え、一端に親機が接続された伝送線路に複数の端末器が送り接続されてなる映像伝送システムであって、各端末器は、撮像手段と、撮像手段で撮像した映像を変調する変調手段と、変調手段で変調された映像信号を伝送線路を介して送信する送信手段とを有し、親機は、伝送線路を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調された映像を表示する表示手段とを有し、各端末器の送信手段は、平衡−不平衡変換用の結合トランスと、結合トランスの不平衡側にコレクタが接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタのコレクタと定電圧源との間に接続された第１のインダクタと、バイポーラトランジスタのエミッタに接続された第１の抵抗と第１のコンデンサの並列回路と、当該並列回路とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、第２のインダクタに並列接続された第２の抵抗と第２のコンデンサの直列回路と、結合トランスの不平衡側とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に挿入された第３の抵抗とを有し、バイポーラトランジスタのベースに入力される映像信号をバイポーラトランジスタのコレクタから結合トランスを介して伝送線路へ送出することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１の抵抗と並列に接続された第１のコンデンサによって映像信号の伝送周波数帯域におけるインピーダンスが低下して第１の抵抗における損失が低減でき、さらに、第２のインダクタに並列接続された第２の抵抗と第２のコンデンサによって映像信号の伝送周波数帯域における増幅度を調整することができて増幅度の調整幅を拡大することが可能となる。しかも、結合トランスの不平衡側とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に第３の抵抗が挿入されているので、バイポーラトランジスタのオン時とオフ時におけるインピーダンス変動を抑えることができる。その結果、特に一の伝送線路に複数の端末器を送り接続した場合でも各端末器の動作状態によらず、インピーダンスの低下を抑えることができ、送り接続可能な端末器の台数を増やすことができ、あるいは、配線長を長くすることができる。このことは、一の伝送線路に複数台の端末器を送り接続している場合に、親機から遠い配線長の接続位置にある端末器が送出する映像信号の波形振幅が、途中に送り接続されている１乃至複数台の端末器が動作していない状態の等価インピーダンスによって変動してしまう虞が低減できるという効果もある。

以下、従来例で説明したテレビインターホンシステムに本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。

本実施形態のテレビインターシステムは、図１に示すように住戸外に設置される複数台の端末器（カメラ付きドアホン子器又はカメラ装置）２と、これら複数台の端末器２と平衡２線式の伝送線路Ｌｓを介して接続され且つ住戸内に設置される親機（インターホン親機）１と、同じく住戸内に設置されて平衡２線式の伝送線路Ｌｓを介して親機１と接続された１乃至複数台の副親機３とを備えている。

端末器２は、個体撮像素子やレンズ等の光学系を有するカメラ部２０と、カメラ部２０から出力する映像信号をディジタル信号に変換するとともにディジタルの映像信号を周波数シフトキーイングや位相シフトキーイングなどの変調方式で変調する変調部２１と、変調された映像信号（以下、単に「映像信号」と呼ぶ。）を伝送線路Ｌｓを介して親機１に送信する映像信号送信部２２と、伝送線路Ｌｓを介して親機１から送信される制御信号（後述する）を受信する制御信号受信部２３と、ＣＰＵを主構成要素とし制御信号に基づく送信処理等を行う制御部２４とを備えている。但し、端末器２がカメラ付きドアホン子器の場合は、親機１との間で伝送線路Ｌｓを介したインターホン通話を実現するためにマイクロホンやスピーカ、音声信号の送受信手段、呼出信号の送信手段等を具備する必要があるが、このような構成を有するカメラ付きドアホン子器については従来周知であるから詳細な構成に関する図示並びに説明を省略する。

伝送線路Ｌｓは一対の接続端子２５に接続され、平衡−不平衡変換用の結合トランス２６を介して映像信号送信部２２と制御信号受信部２３が接続端子２５に接続され、１乃至複数台の端末器２が伝送線路Ｌｓに送り接続されている。また、制御信号受信部２３の入力端が直流カット用のコンデンサＣ２並びにアンプＡｍｐを介して結合トランス２６と接続されている。

映像信号送信部２２は、結合トランス２６の不平衡側にコレクタが接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタＱ１と、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタと定電圧源（制御電源Ｖcc）との間に接続された第１のインダクタＬ１１と、バイポーラトランジスタＱ１のエミッタに接続された第１の抵抗Ｒ１１と第１のコンデンサＣ１１の並列回路と、当該並列回路とグランドとの間に接続された第２のインダクタＬ１２と、第２のインダクタＬ１２に並列接続された第２の抵抗Ｒ１２と第２のコンデンサＣ１２の直列回路と、バイアス用の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２とを有し、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタが直流カット用のコンデンサＣ１を介して結合トランス２６に接続されて構成されている。ここで、従来例と同様に映像信号の伝送周波数帯域におけるインダクタＬ１１のインピーダンスが伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも十分高い値に設定されており、伝送線路Ｌｓからみた映像信号送信部２２の出力インピーダンスが伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも十分高くなるので、上述のように一の伝送線路Ｌｓに複数の端末器２を送り接続しても映像信号の伝送損失が抑えられるから画質劣化がほとんど生じない映像伝送が可能となる。また、第１の抵抗Ｒ１１と並列に接続された第１のコンデンサＣ１１によって映像信号の伝送周波数帯域におけるインピーダンスが低下するために第１の抵抗Ｒ１１における損失が低減できる。なお、第１の抵抗Ｒ１１と第１のコンデンサＣ１１の並列回路によってバイポーラトランジスタＱ１に与えるバイアス電圧を調整するバイアス調整手段を構成している。

さらに、第２のインダクタＬ１２に並列接続された第２の抵抗Ｒ１２と第２のコンデンサＣ１２によって映像信号の伝送周波数帯域における増幅度を調整することができるから、バイポーラトランジスタＱ１のエミッタに接続された抵抗の抵抗値で増幅度を調整していた従来例に比べて増幅度の調整幅を拡大することが可能となる。すなわち、バイポーラトランジスタＱ１の増幅作用による映像信号送信部２２の利得は、第２の抵抗Ｒ１２及び第２のコンデンサＣ１２の直列回路と第２のインダクタＬ１２の並列回路の合成インピーダンスを分母とし、結合トランス２６から伝送線路Ｌｓをみた等価インピーダンスと第３の抵抗Ｒ１３（後述する）の合成インピーダンスを分子としたインピーダンス比で表されるから、第２の抵抗Ｒ１２、第２のコンデンサＣ１２、第２のインダクタＬ１２、第３の抵抗Ｒ１３の各々のインピーダンス値によって調整可能であり、第２の抵抗Ｒ１２、第２のコンデンサＣ１２、第２のインダクタＬ１２、第３の抵抗Ｒ１３によって映像信号送信部２２の利得を調整する利得調整手段を構成している。

さらに本実施形態においては、直流カット用のコンデンサＣ１と映像信号送信部２２のバイポーラトランジスタＱ１のコレクタとの間に第３の抵抗Ｒ１３が挿入されている。このように映像信号の出力経路に第３の抵抗Ｒ１３を挿入することにより、バイポーラトランジスタＱ１のオン時とオフ時におけるインピーダンス変動を抑えることができる。
すなわち、端末器２から伝送線路Ｌｓをみたインピーダンス（出力インピーダンス）が、カメラ部２０、変調部２１、映像信号送信部２２が動作しているとき（バイポーラトランジスタＱ１のオン時）と動作していないとき（バイポーラトランジスタＱ１のオフ時）とで大きく異なるから、送り接続されている複数台の端末器２のうちでカメラ部２０等が動作していない端末器２の台数を増えるにつれてインピーダンス低下が大きくなってしまうが、結合トランス２６とバイポーラトランジスタＱ１のコレクタとの間に第３の抵抗Ｒ１３を挿入することで、上述のようなインピーダンスの変動を抑えることができる。

ところで、接続端子２５にはスイッチＳＷを介して終端部２７が接続されている。この終端部２７は伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスに等しいインピーダンスを有し、自器が伝送線路Ｌｓの末端に存在する場合にスイッチＳＷを閉成して伝送線路Ｌｓを終端することで伝送線路Ｌｓの末端における映像信号の反射を防ぐものである。但し、端末器２が必ずしも終端部２７を具備する必要はなく、端末器２と別体に構成された終端器を伝送線路Ｌｓに接続して終端するようにしても構わない。

親機１は、ＣＰＵを主構成要素とする制御部１０と、制御部１０から与えられる制御データに基づき伝送線路Ｌｓを介して端末器２に制御信号を送信する制御信号送信部１１と、伝送線路Ｌｓを介して伝送される映像信号を受信する映像信号受信部１２と、映像信号受信部１２で受信した映像信号を復調する復調部１３と、復調部１３で復調された映像信号によって映像を表示するモニタ部１４と、映像信号受信部１２で受信した映像信号を伝送線路Ｌｓを介して副親機３に送信（中継）する映像信号送信部１５と、それぞれに伝送線路Ｌｓを介して１乃至複数台の端末器２が接続される複数対（図示例では２対）の接続端子１６，１６と、伝送線路Ｌｓと制御信号送信部１１及び映像信号受信部１２との間で線路の平衡−不平衡変換を行う複数（図示例では２つ）の結合トランス１７，１７とを備えている。但し、カメラ付きドアホン子器からなる端末器２並びに副親機３との間でインターホン通話を行うためのマイクロホンやスピーカ、音声信号の送受信手段、呼出信号の受信手段等については、従来周知であるから図示並びに説明を省略する。

また、制御信号送信部１１の出力端がアンプ１８ａの入力端に接続されるとともに、アンプ１８ａの出力端がそれぞれ抵抗Ｒ２，Ｒ３を介して結合トランス１７，１７と接続されている。ここで、抵抗Ｒ２，Ｒ３の抵抗値は接続端子１６からみた伝送線路Ｌｓおよび複数の端末器２の等価インピーダンス値と等しい値に設定されている。さらに、映像信号受信部１２が制御信号送信部１１と並列に結合トランス１７，１７と接続されている。ところで本実施形態では、複数台の端末器２を伝送線路Ｌｓに送り接続し、各端末器２から送信される映像信号の衝突を回避するために時分割多重伝送方式を採用しており、親機１から伝送線路Ｌｓを介して伝送する制御信号（同期信号）によって規定される複数のタイムスロットに複数台の端末器２を個別に割り当て、各端末器２が自器に割り当てられたタイムスロットで映像信号を送信している。従って、親機１では複数台の端末器２から並行して映像信号を受信することが可能であり、複数台の端末器２から送信された複数の映像を画面分割によって同時にモニタ部１４に表示させることができる。但し、時分割多重伝送の詳細については従来周知であるから説明を省略する。

ところで、互いに異なる伝送線路Ｌｓを介して複数台の端末器２を親機１に接続する配線形態においては、それぞれに伝送線路Ｌｓが接続される複数の接続端子１６，１６と、これら複数の接続端子１６，１６に共通接続されて各端末器２から送信される映像信号を復調する復調部１３とが親機１に設けられ、端末器２から親機１へ映像信号を効率的に伝送するために、伝送線路Ｌｓから親機１の接続端子１６，１６をみたインピーダンス（親機１の入力インピーダンス）を、映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも十分に高いインピーダンスとする必要がある。一方、接続端子１６，１６から復調部１３をみたインピーダンス（復調部１３の入力インピーダンス）が親機１の入力インピーダンスよりも高いと、片方の接続端子１６を通過した映像信号が復調部１３に伝送されずにもう片方の接続端子１６に回り込んでしまう虞がある。

そこで本実施形態の親機１では、一端が互いに異なる伝送線路Ｌｓにそれぞれ接続され且つ映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも十分に高いインピーダンスを持った複数（図示例では２つ）のインピーダンス素子（抵抗）Ｒ４，Ｒ５と、複数の抵抗Ｒ４，Ｒ５の他端が反転入力端子に接続されるとともに非反転入力端子がグランドに接地されてなる反転増幅器（オペアンプＯＰ及び帰還抵抗Ｒｆ）とで構成された加算回路を映像信号受信部１２としている。但し、各端末器２からの映像信号は時分割多重伝送されるので、異なる端末器２の映像信号が映像信号受信部１２において加算されるわけではない。

而して、各々の伝送線路Ｌｓから映像信号受信部１２をみたインピーダンス（抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値）が映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも高くなっているために映像信号が効率よく伝送できる。しかも、親機１の映像信号受信部１２が加算回路で構成されているために抵抗Ｒ４，Ｒ５から反転増幅器への入力インピーダンスが伝送線路Ｌｓの特性インピーダンスよりも低くなるから、一の伝送線路Ｌｓを介して伝送される映像信号が復調部１３に伝送されずに他の伝送線路Ｌｓに回り込むことを防ぎ、その結果、親機１のモニタ部１４で表示される映像の画質劣化が防止できるものである。

また、映像信号受信部１２の出力端にはアンプ１８ｂを介して復調部１３が接続されるとともに、副親機３へ映像信号を中継するための中継経路が分岐接続されている。この中継経路にはアンプ１８ｃを介して映像信号送信部１５が接続されており、映像信号送信部１５から伝送線路Ｌｓを介して１乃至複数台の副親機３に映像信号が送信されるようになっている。副親機３は、伝送線路Ｌｓを介して伝送される映像信号を受信して復調する復調部３０と、復調された映像信号によって映像を表示するモニタ部３１とを具備している。但し、親機１並びにカメラ付きドアホン子器からなる端末器２との間でインターホン通話を行うためのマイクロホンやスピーカ、音声信号の送受信手段、呼出信号の受信手段等については、従来周知であるから図示並びに説明を省略する。ここで、副親機３においては映像信号に含まれる識別符号（送信元の端末器２を識別するための符号）が同一である映像信号毎に復調された映像データをつなぎ合わせて元の映像を復元（再構成）することができるから、親機１から制御信号（同期信号）を受信する必要はない。

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。

符号の説明

１ 親機
２ 端末器
３ 副親機
１２ 映像信号受信部（受信手段）
１３ 復調部（復調手段）
１４ モニタ部（表示手段）
２０ カメラ部（撮像手段）
２１ 変調部（変調手段）
２２ 映像信号送信部（送信手段）
Ｌｓ 伝送線路

Claims (1)

1. ２線式の平衡線路からなる伝送線路を介して映像信号を送信する複数の端末器と、各端末器から送信される映像信号を受信して映像を表示する親機とを備え、一端に親機が接続された伝送線路に複数の端末器が送り接続されてなる映像伝送システムであって、
   各端末器は、撮像手段と、撮像手段で撮像した映像を変調する変調手段と、変調手段で変調された映像信号を伝送線路を介して送信する送信手段とを有し、
   親機は、伝送線路を介して伝送される映像信号を受信する受信手段と、受信手段で受信した映像信号を復調する復調手段と、復調された映像を表示する表示手段とを有し、
   各端末器の送信手段は、平衡−不平衡変換用の結合トランスと、結合トランスの不平衡側にコレクタが接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタと、バイポーラトランジスタのコレクタと定電圧源との間に接続された第１のインダクタと、バイポーラトランジスタのエミッタに接続された第１の抵抗と第１のコンデンサの並列回路と、当該並列回路とグランドとの間に接続された第２のインダクタと、第２のインダクタに並列接続された第２の抵抗と第２のコンデンサの直列回路と、結合トランスの不平衡側とバイポーラトランジスタのコレクタとの間に挿入された第３の抵抗とを有し、バイポーラトランジスタのベースに入力される映像信号をバイポーラトランジスタのコレクタから結合トランスを介して伝送線路へ送出することを特徴とする映像伝送システム。

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