JP5608109B2 - テレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法 - Google Patents
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従来、TRIAX伝送方式では、双方向に映像信号、音声信号、制御信号などをアナログ的に周波数多重して伝送する形態が主流であった。このようにアナログ処理の場合、使用する伝送ケーブルの特性および周波数分割する際のフィルタの特性等の影響を受け、カメラヘッド部あるいはCCUから得られる映像や音声信号に特性の劣化が生じ易い。
この問題を解決するため、デジタル映像信号多重伝送方式およびその装置(例えば、特許文献1参照。)がある。これは伝送路の両端で、それぞれ映像信号と無信号期間の繰り返しからなる送信信号を生成し、伝送路の一端からの送信信号の無信号期間に、他端からの送信信号を相互に伝送することによって、1つの伝送路にて双方向伝送を可能としたもので、現在実用化に至っている。
しかし、このように、デジタル映像信号を多重化しシリアル化した場合には、信号伝送に必要な帯域が広くなる。このため、伝送路である1本のTRIAXケーブルのケーブル損失による信号特性劣化が大きく、伝送可能な長さが短くなるという欠点がある。言い換えれば、デジタル信号伝送が可能な距離(ケーブルまたは伝送路の長さ)内ではアナログ伝送で生じるような劣化はないが、デジタル伝送可能な距離を超えると信号が正常に再生されず、伝送不可の状態となる。
一方、良く使用されているTRIAXケーブルの周波数135[MHz]の信号の減衰量は、1[km]で約−120[dB]と大きく、これ以上長いケーブル長になると伝送されるデジタル信号の再生が難しくなる。なお、多少余裕を持って、減衰量 約−83[dB]程度のデジタル信号の送受信を行うには、TRIAXケーブルの長さは、約700[m]程度が限度である。
また、TRIAXケーブルは、使用する顧客毎に使用するケーブルの径が異なる、あるいは、ケーブルメーカ毎にケーブルの径が異なる。ケーブルの径が異なることでケーブルの種類毎に運用可能なケーブル長が変わる。従って、このようなTRIAXケーブルを用いたテレビジョンカメラ装置において、ケーブル長が長すぎることや、劣化等の問題を早期に発見することができれば、運用上のトラブルが少なくなる。
本発明の他の目的は、伝送路の状態を自動認識するテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、カメラヘッド部とCCUを伝送ケーブルで接続した場合に、接続された伝送ケーブルのケーブル長を自動認識し、伝送ケーブルの状態を表示するテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法を提供することである。
好ましくは、上記本発明のテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法において、前記ケーブル長と前記最大許容ケーブル長とを比較し、前記ケーブル長が前記最大許容ケーブル長を超えた長さで算出された場合には、前記最大許容ケーブル長の前記棒状の表示に、前記超えた長さ分の棒を継ぎ足して表示するように出力することを特徴とする。
そして、CCUは、送信したパルス信号と受信したパルス信号との遅延時間からケーブル長を算出し、3[MHz]の送信したパルス信号と受信したパルス信号を比較して3[MHz]の減衰量を検出し、検出した3[MHz]の減衰量から使用周波数(運用モード)での減衰量を算出し、使用周波数での減衰量と算出したケーブル長からケーブル直径を算出する。さらに算出したケーブル直径から最大許容ケーブル長を算出する。
そしてさらに、算出した、使用周波数での減衰量、ケーブル直径、ケーブル長、および最大許容ケーブル長を1画面に表示するように、モニタやインジケータに出力する。また好ましくは、最大許容ケーブル長とケーブル長を1本の棒状(若しくは棒グラフ状)に色分け表示するように、モニタやインジケータに出力するものである。
図1は、本発明のテレビジョンカメラ装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。図1において、100はテレビジョンカメラ装置、101は被写体等を撮影するカメラヘッド部、102は伝送ケーブル、103はカメラコントロールユニット(CCU)である。なお、伝送ケーブル102はTRIAXケーブルである。
テレビジョンカメラ装置100のカメラヘッド部101に入射された光は、カメラヘッド部101において、レンズを通り、色分解プリズムで赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光の3色光に分光され、それぞれ固体撮像素子によって映像信号に変換され、さらに各映像信号がそれぞれ増幅され、増幅された信号はA/D変換器によってデジタル映像信号に変換される。このデジタル映像信号は、デジタル映像信号処理(ブラックバランス、ホワイトバランス、γ補正等の信号処理)が施される。デジタル映像信号処理された信号は、映像圧縮され、多値化され、主映像信号として伝送ケーブル102を介してCCU103に送信される。なお、以下の説明では、主映像信号には、オーディオ信号も含まれるものとする。
一方、CCU103は、送り返し映像信号(戻り映像信号、音声信号、各種制御用シリアルデータ信号、電源等)のデータ(デジタル信号)を映像圧縮および多値化して、その信号に電源を重畳して、伝送ケーブル102を介して、カメラヘッド部101に送信する。カメラヘッド部101は、CCU103より送信された信号を受信し、電源を分離し、カメラヘッド部101に電源として供給する。
また、CCU103は、カメラヘッド部101から送信された映像信号を出力して、モニタやインジケータ等の外部機器に表示または出力する。また、CCU103は、CPUデータおよび音声データも再生する。
また、図3は、本発明のテレビジョンカメラ装置で使用する減衰量テーブルの一実施例である。図4は、本発明のテレビジョンカメラ装置で使用する伝送ケーブルの直径を算出する変換式の一実施例を示す図である。
STBYモードでは、音声と一部の制御信号の伝送のみの運用であり、このときに伝送ケーブルのケーブル状態のチェックを行う。また、MAINモードでは、伝送レートが270[MHz]と伝送レートが高い。
このため、STBYモード時に、いきなりMAINモードと同じ周波数動作として、高い伝送レート(270[MHz])で運用しようとすると、ケーブル長が長いときに減衰量が大きすぎて信号の復調が行えず、システムが動作しない。即ち、伝送ケーブルのケーブル状態のチェックが可能な信号が得られない。
そこで、STBYモードでは、伝送ケーブルから得られる信号が十分復調できるような減衰量となるように、ビットレートを下げて運用する。この結果、伝送ケーブルを伝送する信号の減衰量を測定することができ、その3[MHz]での減衰量からケーブルの状態(長さ、径)を算出し、270[MHz]での伝送状態を判定することができる。
カメラヘッド部は、CCU200よりSTBY用の送信データを受け取ると、受信したSTBY用の送信データをすぐに伝送ケーブルを介してCCU200に送信する。
ケーブル長表示情報補正回路用データ出力回路211は、一般的によく用いられる1[m]あたり5[ns]信号が遅れるという法則に従った計算式に基づいてケーブル長を求める。
本発明のテレビジョンカメラ装置では、伝送ケーブルにおける劣化の補正を行う。しかし、伝送ケーブルの遅延時間から求めたケーブル長より、補正の制御を行うことは、上記理由により困難である。
そこで、伝送ケーブルにおける遅延時間の検出(遅延時間算出回路210)とは別に、上記減衰量検出回路207が、伝送ケーブルにおける減衰量を検出し、検出した減衰量より、伝送ケーブルにおける劣化の補正を行う。
さらに、比較器209は、減衰量テーブル(表1参照)の減衰量のデータを参照し、入力されたデジタル値のピーク値のデータに相当するケーブル長の値をケーブル長表示情報補正回路用データ出力回路211に出力する。即ち、減衰量検出回路207における減衰量の検出は、受信データの信号振幅より、ケーブルにおける劣化量を算出し、比較器(COMP)209で現在のケーブル長を算出するものである。
表1は、本発明のテレビジョンカメラ装置で使用する減衰量テーブルの一実施例である。
その後、ケーブル長表示情報補正回路用データ出力回路211は、ケーブル情報(ケーブルの長さ、直径、最大許容ケーブル長、ケーブル余裕(運用可能なケーブル長に対して、実際の伝送ケーブルがどの程度の余裕があるか)、等)表示データを出力端子273を介してモニタ、インジケータ等の表示装置に出力し、表示させる。
この結果、ケーブル異常時を適切に判定することができる。
また図4では、減衰率が所定に値未満になるとケーブル直径を算出できない領域があり、同様に、減衰率が所定に値以上になるとケーブル直径を算出できない領域がある。
さらに、図4は、100[MHz]換算での減衰率をケーブルの直径を算出したが、他の伝送レートでも良い。
図5および図6において、「Cable Condition:OK」が伝送可能で、「Cable Condition:NG」が伝送不能を意味する。
また、図5と図6(a)は、現在の伝送ケーブルが伝送可能な場合の表示例(mode1)であり、図6(b)は、現在の伝送ケーブルが伝送不能な場合の表示例(mode2)である。
なお、図5、図6(a)、図6(b)中の破線枠は、テキスト表示される領域を示し、実際に表示されなくても良い。
表示画面500には、この伝送ケーブルで伝送可能な最大のケーブル長さと最小のケーブル長さを示す長方形図形の表示510中に、現在カメラヘッド部とCCUとの間に接続されている伝送ケーブル(現在の伝送ケーブル)の長さが強調された図形の表示511で表示される。強調された図形の表示511とは、例えば、長方形の表示510に比べて濃い色彩の色をつける、網掛けにする、点滅する、枠を太線にする、等である。図5のように、伝送ケーブル長の最大と最小を意味する長方形の図形の表示510中に現在の伝送ケーブルの長さは表示されているならば、STBYモードの伝送ケーブルの信号チェックであるが、表示画面を見ることによって、テレビジョンカメラ装置の操作者は、本運用モードでも十分に伝送可能であることが迅速かつ容易に把握できる。
また、表示520に示すように、接続されている伝送ケーブルの長さおよび直径を、テレビジョンカメラ装置の操作者が迅速かつ容易に把握できる。
さらに、表示530に示すように、接続されている伝送ケーブルで本運用モードで伝送可能(Cable Condition:OK)と表示されるので、テレビジョンカメラ装置の操作者は、表示510を見なくても、迅速かつ容易に把握できる。即ち、操作者は、表示510または表示530の少なくともいずれか1つを見ることによって、迅速かつ容易に、STBYモード時に伝送の可否を判別できる。
この結果、接続されている伝送ケーブルで本運用モードで伝送不能(Cable Condition:NG)と表示されるので、テレビジョンカメラ装置の操作者は、表示510を見なくても、迅速かつ容易に把握できる。即ち、操作者は、表示510または表示530の少なくともいずれか1つを見ることによって、迅速かつ容易に、STBYモード時に伝送の可否を判別できる。
図6(a)は、図5と同様に、STBYモードで伝送ケーブルが伝送可能な場合に表示画面の一実施例である。図5と図6(a)の違いは、図5の表示画面500において、表示510の長方形の長さが、画面中央に位置したのに対し、図6(a)の表示画面600では、画面左側に偏った位置の表示510’であるものである。即ち、MAX表示515の右側にまだ表示の余地領域がある。
次に、図6(b)は、STBYモードで伝送ケーブルが伝送不能な場合の表示画面の一実施例である。表示画面600’は、表示630が「Cable Condition:NG」であり、また、表示610(MAX表示515)の右側(上記表示の余地領域)にNGを意味する表示660が表示される。さらに、表示630および660は、伝送不能を示す色(例えば、赤色や黄色)に変更される。
この結果、表示520に示すように、接続されている伝送ケーブルの長さおよび直径を、テレビジョンカメラ装置の操作者が迅速かつ容易に把握できる。
また、接続されている伝送ケーブルで本運用モードで伝送可能(Cable Condition:OK)または伝送不能(Cable Condition:NG)と表示されるので、テレビジョンカメラ装置の操作者は、表示を見なくても、迅速かつ容易にSTBYモード時に伝送の可否を把握できる。
即ち、表示部510、510’および610の長方形(棒状または棒グラフ状)の図形そのものが、最大許容ケーブル長を示し、その中の表示511の表示位置が、最大許容ケーブル長に対して、現在のケーブルの長さがどのくらい余裕があるかを示している。CCU側の操作者は、モニタに表示された表示画面を見て、映像伝送にどのくらい余裕があるかを、一目で、迅速、容易、かつ直感的に理解することができる。
また、図6(b)に示すように、伝送NGの場合も、伝送不能であることが、操作者が、一目で、迅速、容易、かつ直感的に理解することができる。
図7において、電源投入時には、CCUからカメラヘッド部にSTBY用の送信データが送信され、カメラヘッド部からこの戻り信号(STBY受信データ)がCCUに送信される(START)。
ステップS702では、検出した遅延量から伝送ケーブルの長さLを算出する。
ステップS703では、伝送ケーブルを往復したSTBY用受信データ(戻りのSTBY用の送信データ)のピーク値を検出する。
ステップS704では、図3の換算式を参照して、検出されたピーク値に相当する100[MHz]の減衰量を算出する。
ステップS705では、図4の変換式を用いて、算出された減衰量に対応する伝送ケーブルの直径Dを算出する。
ステップS706では、算出した伝送ケーブルの直径Dから最大許容ケーブル長Lmaxを算出する。
ステップS707では、ケーブル長Lが最大許容ケーブル長Lmax以下か否かを判定する。ケーブル長Lが最大許容ケーブル長Lmax以下であればステップS708に進み、ケーブル長Lが最大許容ケーブル長Lmax超であればステップS709に進む。
ステップS708では、図6(a)または図5の表示画面の様式(mode1)でモニタに表示情報を出力表示させる。
ステップS709では、図6(b)の表示画面の様式(mode2)でモニタに表示情報を出力表示させる。
なお、処理の順番は、処理スピード内容により任意に変更して良いことは自明である。
Claims (3)
- カメラヘッド部と、該カメラヘッド部に電源を供給すると共に該カメラヘッド部を制御するCCUと、前記カメラヘッド部と該CCUとを接続する伝送ケーブルとを有し、時分割多重で双方向伝送するテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法において、
電源投入時に、前記CCUから前記カメラヘッド部に送信される本運用時の伝送レートより低伝送レートのSTBY用の送信データと、前記カメラヘッド部から送信される前記送信データの戻りの送信データとから、前記伝送ケーブルのケーブル長と前記本運用時の減衰量を算出し、該算出したケーブル長と本運用時の減衰量から前記伝送ケーブルの直径を算出し、該算出した伝送ケーブルの直径と本運用時の減衰量から最大許容ケーブル長を算出し、算出した本運用の周波数の減衰量、伝送ケーブルの直径、および最大許容ケーブル長を1つの表示画面に表示するように出力することを特徴とするテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法。 - 請求項1記載のテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法において、前記最大許容ケーブル長を棒状に表示し、該棒状の該当する位置に前記算出されたケーブル長を色分けして表示するように出力することを特徴とするテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法。
- 請求項2記載のテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法において、前記ケーブル長と前記最大許容ケーブル長とを比較し、前記ケーブル長が前記最大許容ケーブル長を超えた長さで算出された場合には、前記最大許容ケーブル長の前記棒状の表示に、前記超えた長さ分の棒を継ぎ足して表示するように出力することを特徴とするテレビジョンカメラ装置の伝送ケーブル状態表示方法。
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