JP5134451B2 - 映像伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、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、それぞれに端末器が接続された複数の伝送線路が親機に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。但し、伝送線路で複数台の端末器を送り接続する配線形態においては、個々の端末器から送信する映像信号が衝突しないようにＣＳＭＡ（キャリア検知多重接続）方式やＴＤＭＡ（時分割多重接続）方式などのデータ伝送方式が採用される。

ところで、複数台の端末器を親機に接続する場合、上述のように共通の伝送線路に送り接続する配線形態だけでなく、互いに異なる伝送線路を介して複数台の端末器を親機に接続する配線形態が存在する。かかる後者の配線形態においては、それぞれに伝送線路が接続される複数の接続端子と、これら複数の接続端子に共通接続されて各端末器から送信される映像信号を復調する復調回路とが親機に設けられる。ここで、端末器から親機へ映像信号を効率的に伝送するためには、伝送線路から親機の接続端子をみたインピーダンス（親機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。しかしながら、複数の接続端子からそれぞれ復調回路に至る複数の映像信号伝送路が途中で接続されて、その接続点から復調回路への共通の映像信号伝送路上に、上述の親機の入力インピーダンスを共通のインピーダンス素子として設ける場合、複数の接続端子のうちの一つから前記共通のインピーダンス素子に至る以前に、映像信号が複数の接続端子のうちの他の一つに回り込んでしまい、親機の表示手段で表示する映像の画質が劣化してしまう虞があった。

これに対して本出願人は、一の伝送線路から他の伝送線路への映像信号の回り込みを防いだ映像伝送システムを既に提案している（特許文献２参照）。

特許文献２に記載されている映像伝送システム（テレビインターシステム）は、図３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に接続されており、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に接続されており、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、映像信号を増幅するアンプ２２ａと、ベースがアンプ２２ａの出力端に接続されるとともにコレクタが抵抗Ｒ１を介してグランドに接地されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスタ２２ｂと、このトランジスタ２２ｂのコレクタと制御電源Ｖccとの間に挿入されたインダクタＬ１とを具備し、トランジスタ２２ｂ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、映像信号の伝送周波数帯域におけるインダクタＬ１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、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、この従来例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。

ここで、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、映像信号受信部１２のインピーダンスを、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。

そこで特許文献２に記載されている従来例の親機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。
特許３２４６３５３号公報 特開２００８−２８５６７号公報

しかしながら、特許文献２に記載されている従来例では、アンプ１８ａを常時動作させることでアンプ１８ａの出力インピーダンスを低く保つ必要があるために消費電力が増大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、一の伝送線路から他の伝送線路への映像信号の回り込みを防ぎつつ消費電力を低減することができ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、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、それぞれに端末器が接続された複数の伝送線路が親機に接続されてなる映像伝送システムであって、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、親機から送信される映像信号と異なる別の制御信号を伝送線路を介して受信する受信手段とを有し、親機は、複数の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、複数の伝送路を介して前記別の信号を送信する送信手段と、受信手段並びに送信手段を制御する制御手段とを有し、親機の受信手段は、一端が互いに異なる伝送線路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の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持った複数のインピーダンス素子と、当該複数のインピーダンス素子の他端が反転入力端子に並列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とを備えて構成された加算回路からなり、親機は、複数の伝送線路と反転増幅器との間に挿入される平衡−不平衡変換用の結合トランスを有し、結合トランスと各伝送線路との間に前記インピーダンス素子が挿入されており、親機の送信手段は、反転増幅器の反転入力端子と前記複数のインピーダンス素子との接続点に出力端子が接続されてなり、親機の制御手段は、前記別の信号を送信するときは送信手段の増幅器を動作させるとともに受信手段の反転増幅器を停止させ、映像信号を受信するときは受信手段の反転増幅器を動作させるとともに送信手段の増幅器を停止させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、映像信号の受信時には送信手段の増幅器が停止するから、映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持ったインピーダンス素子が伝送線路から見た入力インピーダンスとして機能してインピーダンスを整合することができ、また、別の信号の送信時には受信手段の反転増幅器が停止するから、インピーダンス素子が送信手段の出力インピーダンスとして機能してインピーダンスを整合することができる。故に、一の伝送線路から他の伝送線路への映像信号の回り込みを防ぐことができるとともに、受信手段の反転増幅器と送信手段の増幅器を択一的に動作させることで消費電力を低減することができる。さらに、複数の伝送線路に対して結合トランスを共用することで回路規模の小型化が図れる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、親機は、結合トランスと反転増幅器及び増幅器との間に映像信号と前記別の信号とを周波数多重し且つ周波数分離する多重分離部が挿入され、多重分離部のインピーダンスは、映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスよりも低く設定されることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、複数の伝送線路に対して多重分離部を共用することで回路規模の小型化が図れる。

請求項３の発明は、上記目的を達成するために、請求項１又は２記載の映像伝送システムにおいて、親機の受信手段は、加算回路に代えて、一端が伝送線路に接続されるとともに映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持ったインピーダンス素子と、バイポーラトランジスタのエミッタにインピーダンス素子の他端が接続されるとともに当該バイポーラトランジスタのベースがグランドに接地されてなるベース接地型の増幅回路とを有することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、ベース接地型の増幅回路の入力インピーダンスは非常に低いため、映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持ったインピーダンス素子が伝送線路から見た入力インピーダンスとして機能してインピーダンスを整合することができる。故に、一の伝送線路から他の伝送線路への映像信号の回り込みを防ぐことができるとともに、映像信号の受信時に送信手段の増幅器を停止させることで消費電力を低減することができる。

本発明によれば、一の伝送線路から他の伝送線路への映像信号の回り込みを防ぐことができるとともに、受信手段の反転増幅器と送信手段の増幅器を択一的に動作させることで消費電力を低減することができる。

以下、図３に示した従来例と同様に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。但し、本実施形態の基本構成は図３に示した従来例と共通であるから、この従来例と共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。

（実施形態１）
本実施形態における親機１では、結合トランス１７の一方の巻線の両端に各々インピーダンス素子たる抵抗Ｒｉを介して複数対（図示例では２対）の接続端子１６，１６が並列接続されるとともに、結合トランス１７の他方の巻線の一端がグランドに接地され、且つ他方の巻線の他端が多重分離部Ｆを介してオペアンプＯＰの反転入力端子とアンプ１８ａの出力端子とに並列接続されており、オペアンプＯＰと帰還抵抗ＲＦからなる反転増幅器と複数（図示例では４つ）の抵抗Ｒｉによって映像信号受信部１２が構成されている。尚、抵抗Ｒｉの抵抗値は、１組の接続端子１６，１６に接続されている２個の抵抗Ｒｉの合成抵抗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と同等のインピーダンスとなる値に設定される。

多重分離部Ｆは、インダクタＬとコンデンサＣの直列共振回路で構成されており、その共振周波数が映像信号の伝送周波数帯域と一致するようにインダクタＬ及びコンデンサＣの定数（インダクタンス値並びに静電容量値）が設定されている。

次に、本実施形態における親機１の送受信動作について説明する。

親機１の制御部１０は、制御信号送信部１１から制御信号を送信する際、送信側のアンプ１８ａを動作させるとともに受信側の反転増幅器を停止する。このとき、アンプ１８ａの出力インピーダンスが低いために一対の抵抗Ｒｉがアンプ１８ａの出力インピーダンスとして機能して伝送線路Ｌｓとのインピーダンス整合をとることができる。一方、伝送線路Ｌｓを介して伝送される映像信号を受信する際、親機１の制御部１０は、受信側の反転増幅器を動作させるとともに送信側のアンプ１８ａを停止する。このとき、反転増幅器の入力インピーダンスが低いために一対の抵抗Ｒｉが映像信号受信部１２の入力インピーダンスとして機能して伝送線路Ｌｓとのインピーダンス整合をとることができる。

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及びアンプ１８ａから各々の伝送線路Ｌｓをみたインピーダンスが何れも２つの抵抗Ｒｉの合成抵抗値となり、しかも、当該インピーダンス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と同等であるため、送信時及び受信時の何れにおいても伝送線路Ｌｓとのインピーダンスを整合することが可能である。よって、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いで映像信号を効率的に伝送できるとともに、反転増幅器とアンプ１８ａを択一的に動作させるから、図３に示した従来例と比較して消費電力を低減することができる。また、本実施形態では結合トランス１７と多重分離部Ｆを複数の伝送線路Ｌｓに対して共用しているため、各伝送線路Ｌｓ毎に結合トランス１７を設けている従来例と比較して回路規模を低減して小型化が図れるという利点がある。さらに、抵抗Ｒｉから結合トランス１７をみたときのインピーダンスが相対的に低くなるため、伝送線路Ｌｓに接続される端末器２の台数による信号レベルの変動やインピーダンスの不整合が生じないため、安定した信号伝送が可能になるという利点もある。

（実施形態２）
本実施形態は、親機１における映像信号受信部１２’の構成に特徴があり、その他の構成については実施形態１並びに図３に示した従来例と共通である。従って、共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。

本実施形態における映像信号受信部１２’は、図２に示すように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と同等のインピーダンスを有するインピーダンス素子（抵抗Ｒｉ）と、結合トランス１７を介して抵抗Ｒｉと接続されたベース接地型の増幅回路ＡＰとで構成されている。

増幅回路ＡＰは、直流阻止用のコンデンサＣ１を介してベース接地されたバイポーラトランジスタＱと、バイポーラトランジスタＱのコレクタと制御電源Ｖccとの間に挿入されたコレクタ抵抗Ｒｃと、バイポーラトランジスタＱのエミッタとグランドとの間に挿入されたエミッタ抵抗（入力抵抗）Ｒｅと、バイポーラトランジスタＱのベース−コレクタ間及びベース−エミッタ間にそれぞれ挿入されたバイアス抵抗Ｒｘ，Ｒｘとを有している。

而して、ベース接地型のトランジスタ増幅回路は入力インピーダンスが非常に低いことを特徴としているので、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が２つの抵抗Ｒｉの合成抵抗値となり、しかも、当該インピーダンス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と同等であるために伝送線路Ｌｓとのインピーダンスを整合することが可能である。よって、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いで映像信号を効率的に伝送できるとともに、ベース接地型の増幅回路とアンプ１８ａを択一的に動作させることで消費電力を低減することができる。しかも、実施形態１のオペアンプＯＰによる加算回路の構成と比較して、ディスクリートのバイポーラトランジスタで映像信号受信回路１２’を構成することが可能となってコストダウンが図れるという利点もある。

本発明の実施形態１を示す一部省略したシステム構成図である。 本発明の実施形態２を示す一部省略したシステム構成図である。 従来例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
１０ 制御部（制御手段）
１１ 制御信号送信部（送信手段）
１２ 映像信号受信部（受信手段）
１３ 復調部（復調手段）
Ｌｓ 伝送線路

Claims (3)

1. 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、それぞれに端末器が接続された複数の伝送線路が親機に接続されてなる映像伝送システムであって、
   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、親機から送信される映像信号と異なる別の制御信号を伝送線路を介して受信する受信手段とを有し、
   親機は、複数の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、複数の伝送路を介して前記別の信号を送信する送信手段と、受信手段並びに送信手段を制御する制御手段とを有し、
   親機の受信手段は、一端が互いに異なる伝送線路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の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持った複数のインピーダンス素子と、当該複数のインピーダンス素子の他端が反転入力端子に並列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とを備えて構成された加算回路からなり、
   親機は、複数の伝送線路と反転増幅器との間に挿入される平衡−不平衡変換用の結合トランスを有し、結合トランスと各伝送線路との間に前記インピーダンス素子が挿入されており、
   親機の送信手段は、反転増幅器の反転入力端子と前記複数のインピーダンス素子との接続点に出力端子が接続されてなり、
   親機の制御手段は、前記別の信号を送信するときは送信手段の増幅器を動作させるとともに受信手段の反転増幅器を停止させ、映像信号を受信するときは受信手段の反転増幅器を動作させるとともに送信手段の増幅器を停止させることを特徴とする映像伝送システム。
2. 親機は、結合トランスと反転増幅器及び増幅器との間に映像信号と前記別の信号とを周波数多重し且つ周波数分離する多重分離部が挿入され、多重分離部のインピーダンスは、映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスよりも低く設定されることを特徴とする請求項１記載の映像伝送システム。
3. 請求項１又は２記載の映像伝送システムにおいて、親機の受信手段は、加算回路に代えて、一端が伝送線路に接続されるとともに映像信号の伝送周波数帯域において伝送線路の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを持ったインピーダンス素子と、バイポーラトランジスタのエミッタにインピーダンス素子の他端が接続されるとともに当該バイポーラトランジスタのベースがグランドに接地されてなるベース接地型の増幅回路とを有することを特徴とする映像伝送システム。

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