JP5106836B2

JP5106836B2 - Ｋｖｍ切替器

Info

Publication number: JP5106836B2
Application number: JP2006315304A
Authority: JP
Inventors: 聡桜井; 勝司出浦; 和洋安野; 藤男関
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2026-11-22
Also published as: US20080117172A1; JP2008129908A; US8169407B2

Description

本発明は、複数のコンピュータをキーボード、マウス、ディスプレイを備えた入出力装置で制御するＫＶＭ切替器に関する。

ＫＶＭ切替器は、入出力装置と複数のコンピュータとの間に接続され、入出力装置と複数のコンピュータのいずれか１つとの接続をアクティブにするものである。ユーザはＫＶＭ切替器を用いて、複数のコンピュータの中から入出力装置に接続すべきコンピュータを選択して利用する。

図１に従来のＫＶＭ切替器の構成を示す。ＫＶＭ切替器は、コンピュータ装置１ａ，１ｂ・・・１ｎ（以下、任意のコンピュータ装置を指す時に、代表する番号として「１」と表記する）側に設けられたサーバユニット２ａ，２ｂ・・・２ｎ（以下、任意のサーバユニットを指す時には、代表する番号として「２」と表記する）と、キーボード６ａ，６ｂ・・・６ｎ（以下、任意のキーボードを指す時に、代表する番号として「６」と表記する）、マウス７ａ，７ｂ・・・７ｎ（以下、任意のマウスを指す時に、代表する番号として「７」と表記する）、モニタ５ａ，５ｂ・・・５ｎ（以下、任意のモニタを指す時に、代表する番号として「５」と表記する）等の入出力装置側に設けられたユーザユニット４ａ，４ｂ・・・４ｎ（以下、任意のユーザユニットを指す時に、代表する番号として「４」と表記する）と、これらのユニット間に設けられ、接続するコンピュータ装置１と入出力装置とを切り替えるスイッチを有するメインユニット３とを有している。

映像信号は、コンピュータ装置１から出力され、サーバユニット２を経由してメインユニット３に出力される。メインユニット３では、マトリクススイッチ部１２で接続先のユーザユニット４を選択し、そのユーザユニット４を経由してモニタ５に映像信号が出力される。

メインユニット３とユーザユニット４との間のケーブル長は、数百メートルにも延長される場合があり、ユーザユニット４に届いた映像信号は、大きな減衰、遅れが発生する。そのため、ユーザユニット４内には、映像信号を調整する映像信号調整部が設けられている。

図２にメインユニット３の構成を示す。メインユニット３は、各サーバユニット２ａ，２ｂ・・・２ｎからの映像信号を入力する映像信号入力部１１ａ，１１ｂ・・・１１ｎ（図２には、映像信号入力部１１ａ，１１ｂのみを表記する）、入力した映像信号の出力先を切り替えるマトリクススイッチ部１２、マトリクススイッチ部１２から出力される映像信号と、基準信号発生部１６から出力される基準信号とのいずれか一方を出力するスイッチ部１３ａ、１３ｂ・・・１３ｍ（図２には、スイッチ部１３ａ、１３ｂのみを表記する）と、スイッチ部１３ａ，１３ｂから出力された映像信号又は基準信号を後段のユーザユニット４に出力する映像信号出力部１４ａ、１４ｂ・・・１４ｍ（図２には、映像信号出力部１４ａ、１４ｂのみを表記する）と、スイッチ部１３ａ，１３ｂとキーボード、マウス信号合成部１７とを制御するマイコン１５と、基準信号を発生する基準信号発生部１６と、キーボード、マウスの制御信号を合成するキーボード、マウス信号合成部１７とを有している。

マイコン１５は、映像信号の調整タイミングとなると、スイッチ部１３ａ，１３ｂを制御して、基準信号発生部１６からの基準信号を映像信号出力部１４ａ，１４ｂに出力させる。

図３には、複数のユーザユニット４のうちの、ユーザユニット４ａの構成を代表して示す。ユーザユニット４ａは、図３に示すように映像信号入力部２１ａ、映像信号調整部２２ａ、映像信号出力部２３ａ、Ａ／Ｄ変換器２４ａ、マイコン２５ａを有している。
メインユニット３から基準信号が送られると、ユーザユニット４ａはこれを映像信号入力部２１ａで取り込んで、映像信号調整部２２ａに出力する。映像信号調整部２２ａは、入力した基準信号を映像信号出力部２３ａに出力する。
Ａ／Ｄ変換器２４ａは、映像信号調整部２２ａから出力される基準信号をＡ／Ｄ変換して、マイコン２５ａに出力する。マイコン２５ａは、基準信号の出力レベルをもとに、映像信号調整部２２ａの出力信号が最適となるとように映像信号調整部２２ａを調整する。

特許文献１は、送信装置側に基準信号発生部を設け、受信装置側で画質の自動調整を行うシステムが開示されている。

特許文献２には、送信装置側に基準信号発生回路を設け、受信装置側で自動的にゲイン調整を行うケーブル補償装置が開示されている。

特開２００５−２７８０８５号公報特開平９−２１９８０３号公報

ＫＶＭ切替器を、上述したようにサーバユニット、メインユニット、ユーザユニットからなる構成とした場合、メインユニットとユーザユニットとの距離だけでなく、サーバユニットとメインユニットとの距離も長くなったり、短くなったりする。

ＫＶＭ切替器では、ある程度のユニット間距離を想定して、映像信号調整部２２ａのゲイン調整が行われる。従ってあまりにもユニット間の距離が短いと、映像信号調整部２２ａのゲイン調整を行っても、信号電圧レベルが必要なレベルまで下がらず、画質がハレーションを起こすことがある。逆に、サーバユニットとメインユニットとの距離が長くなると、従来のようにメインユニットとユーザユニットとの間だけで信号電圧レベルの調整を行っていては、所望の信号電圧レベルを得ることができないという問題もある。また、特許文献１及び２の開示技術でもこの課題を解決することはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、接続する装置間の距離によらず、出力される信号のレベルを最適に調整することができるＫＶＭ切替器を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明のＫＶＭ切替器は、複数のコンピュータ装置にそれぞれ接続した複数のサーバユニットと、マウスとキーボードとモニタとを備える複数の入出力装置にそれぞれ接続した複数のユーザユニットと、前記複数のサーバユニットと前記複数のユーザユニットとを選択的に接続するメインユニットとを有し、前記複数のサーバユニットは、映像信号の電圧レベルを調整するための基準信号を発生する基準信号発生部を有し、前記メインユニットは、サーバユニットから出力された前記基準信号又は映像信号を入力すると、入力した前記基準信号又は前記映像信号を対応するユーザユニットに出力するスイッチ部を有し、前記複数のユーザユニットは、前記メインユニットを介して対応するサーバユニットから送信された前記基準信号又は前記映像信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記映像信号の電圧レベルを調整する信号レベル調整部と、前記受信部で受信し、前記信号レベル調整部で電圧レベルを調整された前記基準信号をデジタルデータに変換する変換部と、前記変換部でデジタルデータに変換された前記基準信号を入力して、入力した前記基準信号の電圧レベルに基づいて前記信号レベル調整部を制御し、前記信号レベル調整部から出力される前記映像信号の電圧レベルを調整する制御部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、サーバユニットとメインユニットとの間、又はメインユニットとユニットユニットとの間の距離が短く信号電圧レベルが必要な電圧レベルまで下がらないような場合であっても映像信号の電圧レベルの調整を好適に行うことができる。

上記ＫＶＭ切替器において、前記制御部は、前記受信部で複数回受信した前記基準信号の信号電圧の最大値と最小値とを求め、求めた前記信号電圧の最大値と第１しきい値とを比較するとともに、前記信号電圧の最小値と第２しきい値とを比較し、前記信号電圧の最大値が前記第１しきい値よりも大きい場合、又は前記信号電圧の最小値が前記第２しきい値よりも小さい場合に、前記映像信号の電圧レベル調整不可と判定することを特徴とする。

本発明によれば、接続する装置間の距離によらず、出力される信号のレベルを最適に調整することができるＫＶＭ切替器を提供することができる。

添付図面を参照しながら本発明の最良の実施例を説明する。

本実施例のＫＶＭスイッチも、図１に示すようにコンピュータ装置１側に設けられたサーバユニット２と、キーボード６、マウス７、モニタ５等の入出力装置側に設けられたユーザユニット４と、これらのユニット間に設けられ、接続するコンピュータ装置１と入出力装置とを切り替えるスイッチを有するメインユニット３とを有している。

図４に、サーバユニット２ａの構成を示す。なお、他のサーバユニットもサーバユニット２ａと同一の構成を有しているので、サーバユニット２ａを説明することで他のサーバユニットの説明に代える。
サーバユニット２ａは、映像信号入力部３１ａと、スイッチ部３２ａと、映像信号出力部３３ａと、基準信号発生部３４ａと、マイコン３５ａと、キーボード、マウス信号分離部３６ａとを有している。

コンピュータ装置１ａから出力される映像信号は、映像信号入力部３１ａでサーバユニット２ａ内に取り込まれ、スイッチ部３２ａに出力される。スイッチ部３２ａは、映像信号出力部３３ａに映像信号を出力し、映像信号出力部３３ａからメインユニット３に出力される。
また、ユーザユニット４とサーバユニット２との間では、１つのケーブルを使用してキーボードとマウスの制御信号が送られる。サーバユニット２ａに入力したキーボードとマウスの制御信号は、キーボード、マウス信号分離部３６ａでそれぞれに分離される。分離されたキーボードの制御信号と、マウスの制御信号は、別々のケーブルに出力され、コンピュータ装置１ａのキーボード信号入力端子と、マウス信号入力端子とにそれぞれ出力される。

さらに、サーバユニット２ａは、基準信号発生部３４ａと、マイコン３５ａとを有している。基準信号発生部３４ａは、メインユニット３とユーザユニット４との少なくとも一方で、映像信号の電圧レベルを調整するための基準信号を発生する。マイコン３５ａは、スイッチ部３２ａを制御して、映像信号出力部３３ａに出力する信号を、映像信号と、基準信号とで切り替える。

図５に、メインユニット３の構成を示す。メインユニット３は、各サーバユニット２ａ，２ｂ・・・２ｎに対応して設けられ、各サーバユニットから出力された映像信号を入力する映像信号入力部４１ａ、４１ｂ・・・４１ｎと、映像信号マトリクススイッチ部４４と、複数のユーザユニットごとに設けられた映像信号出力部４６ａ，４６ｂ・・・４６ｍと、キーボード、マウス信号マトリクススイッチ部４８とを有している。

各サーバユニット２ａ、２ｂ・・・２ｎから出力された映像信号は、映像信号入力部４１ａ、４１ｂ・・・４１ｎでそれぞれ取り込まれ、映像信号マトリクススイッチ部４４に入力される。映像信号マトリクススイッチ部４４は、入力した映像信号の出力先となる映像信号出力部４６ａ，４６ｂ・・・４６ｍを選択するスイッチ部として機能する。映像信号出力部４６ａ，４６ｂ・・・４６ｍは、入力した映像信号を対応するユーザユニット４ａ，４ｂ・・・４ｍに出力する。
また、本実施例のメインユニット３は、サーバユニット２ａ，２ｂ・・・２ｎから出力される基準信号を、通常の映像信号と同様に、設定されたユーザユニット４ａ，４ｂ・・・４ｍに出力する。

図６にユーザユニット４ａの構成を示す。なお、他のユーザユニットもユーザユニット４ａと同一の構成を有しているので、ユーザユニット４ａについて説明することで他のサーバユニットの説明に代える。
ユーザユニット４ａは、メインユニット３から出力された映像信号を入力する映像信号入力部５１ａと、映像信号の信号レベルを調整する映像信号調整部５２ａと、信号レベルを調整後の映像信号を出力する映像信号出力部５３ａとを有している。さらに、ユーザユニット４ａは、映像信号調整部５２ａから出力される基準信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５４ａと、デジタル変換された基準信号をもとに、映像信号調整部５２ａの信号出力レベルを調整するマイコン５５ａとを有している。
また、ユーザユニット４ａは、キーボード、マウス信号合成部５６ａを有している。キーボード、マウス信号合成部５６ａは、キーボードとマウスの制御信号を合成する。合成した信号は、１本のケーブルでメインユニット３、サーバユニット２に送信される。

本実施例のＫＶＭスイッチは、図４に示すようにサーバユニット２に、基準信号発生部３４を設けて、映像信号の電圧レベルをユーザユニット４で調整している。ユーザユニット４ａは、図６に示すように映像信号調整部５２ａから出力される基準信号を、Ａ／Ｄ変換器５４ａでＡ／Ｄ変換し、マイコン５５ａで基準信号の出力電圧レベルを求める。求めた出力電圧レベルをもとに映像信号調整部５２ａの調整を行う。
サーバユニット２に基準信号発生部３４を設けることで、サーバユニット２と、ユーザユニット４との間で電圧レベルの調整が可能となる。従って、メインユニット３が何らかの理由で故障し、動作不能となった場合に、サーバユニット２とユーザユニット４とを直結してデータの送受信を行うも可能となる。

図７に、本実施例のメインユニット３の構成を示す。本実施例は、サーバユニット２から送信される基準信号（第１基準信号）をメインユニット３で受信して、映像信号の調整を行う。このため、映像信号調整部４２ａ・・・４２ｎと、Ａ／Ｄ変換器４３ａ，４３ｎと、マイコン４９（これらは本発明の第１調整手段と呼ぶ）とをメインユニット３に設けている。これらの機能部を用いた信号電圧レベルの補正方法は、実施例１で説明した通りである。
また、メインユニット３と、ユーザユニット４との間でも映像信号の調整を行うために、メインユニット３に基準信号発生部４７を設けている。ユーザユニット４の構成は、図６に示す通りであり、基準信号（本発明の第２基準信号）を受信して映像信号調整部５２ａの調整を行う。なお、映像信号調整部５２ａと、Ａ／Ｄ変換器５４ａと、マイコン５５ａとが本発明の第２調整手段に該当する。

サーバユニット２とメインユニット３との間の距離が長くなると、メインユニットとユーザユニットとの間だけの調整だけでは、映像信号の調整が不完全なときもある。このような場合に、サーバユニット２とメインユニット３との間で、信号のゲインの補正をすると共に、メインユニット３とユーザユニット４との間でも信号のゲインの補正を行う。すなわち、メインユニット３に設けた映像信号調整部４２と、ユーザユニット４に設けた映像信号調整部５２の調整を行う。これにより、接続するコンピュータ装置１と、入出力装置との距離によらず、出力される信号のレベルを最適に調整することができる。

また、ＫＶＭ切替器では、ある程度のユニット間距離を想定して、信号電圧レベルが設定されている。従ってあまりにもユニット間の距離が短いと、ユーザユニット４の映像信号調整部５２のゲイン調整を行っても、信号電圧レベルが必要なレベルまで下がらず、画質がハレーションを起こすことがある。このような場合にも、メインユニット３に設けた映像信号調整部４２と、ユーザユニット４に設けた映像信号調整部５２との両方の調整を行うことで、信号電圧レベルを最適なレベルに調整し、画質のハレーションを防ぐことができる。

さらに、サーバユニット２は、コンピュータ装置１から電源の供給を受けているため、接続するコンピュータ装置１の違いにより、電源レベルが異なる。このため、あるコンピュータ装置１にサーバユニット２を接続した場合には、画質調整ができ、きれいな画質が得られるが、このコンピュータ装置１を接続していたサーバユニット２に別のコンピュータ装置１を接続した場合、ゲインを調整しきれず、画質調整が上手くいかないといった問題が発生する。そこで本実施例では、電源レベルが低く、ゲインが保てない場合に、メインユニット３の映像信号調整部４２のゲインを上げて、信号電圧レベルを上げることで、このような問題を解決することもできる。

図８には、メインユニット３のマイコン４９で、映像信号調整部４２の調整を行うか否かを判定する判定フローを示す。
サーバユニット２から送られる基準信号を映像信号調整部４２ａ（又は４２ｂ）で受信して、映像信号調整部４２ａ（又は４２ｂ）で信号調整した後に映像信号マトリクススイッチ部４４に出力する。
Ａ／Ｄ変換器４３ａ（４３ｂ）は、映像信号調整部４２ａ（４２ｂ）から出力される映像信号をＡ／Ｄ変換し、マイコン４９に出力する。マイコン４９には、映像信号調整部４２ａ（又は４２ｂ）で調整後の信号がサンプルとして送られる（ステップＳ１）。

マイコン４９は、サンプリングデータが複数個集まると、信号電圧の最小値（Ｖｍｉｎ）と最大値（Ｖｍａｘ）とを求める（ステップＳ２）。次に、マイコン４９は、信号電圧の最小値Ｖｍｉｎと第１しきい値（Ｓｍｉｎ）とを比較する。信号電圧の最小値Ｖｍｉｎが第１しきい値（Ｓｍｉｎ）よりも小さい場合には（ステップＳ３／ＹＥＳ）、マイコン４９は、電圧レベル調整不可能と判定して（ステップＳ６）、アラームを発信する。

また、信号電圧の最小値Ｖｍｉｎが第１しきい値（Ｓｍｉｎ）よりも大きい場合には（ステップＳ３／ＮＯ）、マイコン４９は、信号電圧の最大値Ｖｍａｘと第２しきい値（Ｓｍａｘ）とを比較する（ステップＳ４）。信号電圧の最大値Ｖｍａｘが第２しきい値（Ｓｍａｘ）よりも大きい場合には（ステップＳ４／ＹＥＳ）、マイコン４９は電圧レベル調整不可能と判定して（ステップＳ６）、アラームを発信する。また、信号電圧の最大値Ｖｍａｘが第２しきい値（Ｓｍａｘ）よりも小さい場合には（ステップＳ４／ＮＯ）、マイコン４９は電圧レベル調整量を算出して、映像信号調整部４２ａ（又は４２ｂ）を調整する。

なお、ユーザユニット４のマイコン５５による映像信号調整部５２の調整、メインユニット３のマイコン４９による映像信号調整部４２の調整以外に、マウス７ａやキーボード６ａを用いてユーザが手動で電圧レベル調整ができるようにしてもよい。この場合の構成を図９に示す。キーボード６ａ、マウス７ａからの制御信号をマイコン５５ａに入力して、映像信号調整部５２ａの調整量を補正している。また、図１０に示すように、キーボード６ａ、マウス７ａからの制御信号をマイコン４９に入力して、映像信号調整部４２ａ、・・・４２ｎの調整量を補正している。

さらに、図１１、１２に示すようにマイコン５５、４９によって映像信号調整部５２、映像信号調整部４２の調整を行うのではなく、手動だけで映像信号調整部５２、映像信号調整部４２の調整を行うようにしてもよい。キーボード６ａ、マウス７ａからの制御信号を、マイコン５５、４９に入力して、マイコン５５、４９は、これらの制御信号をもとに映像信号調整部５２、４２の調整を行う。

上述した実施例は、本発明の好適な実施例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

ＫＶＭ切替器の全体構成を示す図である。従来のメインユニットの構成を示す図である。従来のユーザユニットの構成を示す図である。サーバユニットの構成を示す図である。メインユニットの構成を示す図である。ユーザユニットの構成を示す図である。実施例２のメインユニットの構成を示す図である。メインユニットのマイコンの処理手順を示すフローチャートである。ユーザユニットの映像信号調整部を手動で調整する構成をさらに備えたユーザユニットの構成を示す図である。メインユニットの映像信号調整部を手動で調整する構成をさらに備えたメインユニットの構成を示す図である。ユーザユニットの映像信号調整部を手動だけで調整するユーザユニットの構成を示す図である。メインユニットの映像信号調整部を手動だけで調整するメインユニットの構成を示す図である。

符号の説明

１コンピュータ装置
２サーバユニット
３メインユニット
４ユーザユニット
５モニタ
６キーボード
７マウス
１１、２１、３１、４１、５１映像信号入力部
１２、３４基準信号発生部
１３、３２スイッチ部
１４、２５、３５、５５マイコン
１５、２３、３３、４６、５３映像信号出力部
２２、５２映像信号調整部
２４、５４Ａ／Ｄ変換器
３６、キーボード、マウス信号分離部
４４映像信号マトリクススイッチ
４８キーボード、マウス信号マトリクススイッチ部
５６キーボード、マウス信号合成部

Claims

複数のコンピュータ装置にそれぞれ接続した複数のサーバユニットと、
マウスとキーボードとモニタとを備える複数の入出力装置にそれぞれ接続した複数のユーザユニットと、
前記複数のサーバユニットと前記複数のユーザユニットとを選択的に接続するメインユニットとを有し、
前記複数のサーバユニットは、映像信号の電圧レベルを調整するための基準信号を発生する基準信号発生部を有し、
前記メインユニットは、サーバユニットから出力された前記基準信号又は映像信号を入力すると、入力した前記基準信号又は前記映像信号を対応するユーザユニットに出力するスイッチ部を有し、
前記複数のユーザユニットは、前記メインユニットを介して対応するサーバユニットから送信された前記基準信号又は前記映像信号を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記映像信号の電圧レベルを調整する信号レベル調整部と、前記受信部で受信し、前記信号レベル調整部で電圧レベルを調整された前記基準信号をデジタルデータに変換する変換部と、前記変換部でデジタルデータに変換された前記基準信号を入力して、入力した前記基準信号の電圧レベルに基づいて前記信号レベル調整部を制御し、前記信号レベル調整部から出力される前記映像信号の電圧レベルを調整する制御部と、を有することを特徴とするＫＶＭ切替器。
前記制御部は、前記受信部で複数回受信した前記基準信号の信号電圧の最大値と最小値とを求め、求めた前記信号電圧の最大値と第１しきい値とを比較するとともに、前記信号電圧の最小値と第２しきい値とを比較し、前記信号電圧の最大値が前記第１しきい値よりも大きい場合、又は前記信号電圧の最小値が前記第２しきい値よりも小さい場合に、前記映像信号の電圧レベル調整不可と判定することを特徴とする請求項１記載のＫＶＭ切替器。