JP6995557B2 - 中継装置、受信装置、及びそれらを用いた伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、映像信号の中継装置、受信装置、及びそれらを用いた伝送システムに関する。

コンピュータ等の情報機器に周辺機器を接続するためのシリアルバス規格の1つであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）が知られている。そのＵＳＢの規格「ＵＳＢ ３．１」で制定されたコネクタ規格としてＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃがある。

ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃコネクタは挿し込み口がリバーシブルになり、上下どちらの向きでも挿し込むことができ、ホスト側もデバイス側も同じＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃコネクタを使用することができるという特徴がある。

本技術分野の背景技術として特許文献１や非特許文献１がある。特許文献１にはモバイル機器がＵＳＢ端子を経由して電力と映像データをプロジェクタへ提供することが記載されている。また、非特許文献１には映像送信装置のＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ端子から映像受信装置のＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子へ映像伝送するケーブルアセンブリの構成例が記載されている。

米国公開２０１７／０１０２７３６号公報

「HDMI Over USB Type-C」 USB Developer Days 2016資料、2016年10月19日,p.21-27(URL:http://www.usb.org/developers/presentations/USB_DevDays_Hong_Kong_2016_-_HDMI_Alt_Mode_USB_Type-C.pdf)

特許文献１では、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ端子経由のＨＤＭＩ端子を持つ映像機器への映像データ伝送方法について記載がなく考慮されていない。

また、非特許文献１では、映像送信装置のＨＤＭＩ端子から映像受信装置のＵＳＢＴｙｐｅ－Ｃ端子への映像伝送について記載がなく考慮されていない。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであって、ＨＤＭＩ端子を持つ映像機器とＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ端子を持つ映像機器間で、映像データを相互に伝送できる、中継装置、受信装置、及びそれらを用いた伝送システムを提供することを目的とする。

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、その一例を挙げるならば、映像を中継する中継装置であって、送信装置から映像入力する入力部と、受信装置へ映像出力する出力部と、入力部の第１の端子と出力部の第２の端子を接続するＤＣブロック素子と、第１の端子と接続される終端素子と、入力部の第３の端子と出力部の第４の端子をプルダウンする保護素子と、入力部の第５の端子と出力部の第６の端子が接続された制御部と、制御部と接続された入力部の第７の端子とを有し、制御部は第６の端子から得た情報に基づいて受信装置が所定の受信機能を持つと判断し、かつ第７の端子に所定電圧を検出した場合は、保護素子を第４の端子から切り離して、終端素子に所定電圧を印加すると共に、制御部が第３の端子から受信装置の待機状態を検出すると終端素子に終端電源を供給開始して、映像データを第1の端子から第２の端子に伝送するように構成する。

本発明によれば、ＨＤＭＩ端子を持つ映像機器とＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ端子を持つ映像機器間で、映像データを相互に伝送できる、中継装置、受信装置、及びそれらを用いた伝送システムを提供することができる。

実施例１における送信装置と受信装置を変換ケーブルで接続する例を示す図である。 従来の送信装置と変換ケーブルの端子接続を示す説明図である。 実施例１における変換ケーブルと受信装置の端子接続を示す説明図である。 実施例１における変換ケーブルの構成例を示すブロック図である。 実施例１における受信装置の構成例を示すブロック図である。 実施例１における終端素子の構成例を示す回路図である。 実施例２における送信装置と受信装置をケーブルと変換ドングルで接続する例を示す図である。 実施例３における送信装置と受信装置を変換ドングルとケーブルで接続する例を示す図である。 実施例３における送信装置と変換ドングル、ケーブル、受信装置の端子接続を示す説明図である。 実施例４における送信装置と受信装置を変換ケーブルで接続する例を示す図である。 実施例４における変換ケーブルと受信装置の端子接続を示す説明図である。 実施例４における変換ケーブルまたは変換ドングルの構成例を示すブロック図である。 実施例５における送信装置と受信装置を変換ドングルとケーブルで接続する例を示す図である。 実施例６における送信装置と受信装置をケーブルと変換ドングルで接続する例を示す図である。 実施例６における送信装置と変換ドングル、ケーブル、受信装置の端子接続を示す説明図である。 実施例７における送信装置と受信装置をケーブル接続する例を示す図である。 実施例７における受信装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を用いて、実施例を説明する。

図１は、本実施例における送信装置と受信装置を変換ケーブルで接続するブロック図である。

図１においては、ＨＤＭＩレセプタクルを備える送信装置１０と、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ（以降ＵＳＢ－Ｃと省略記述する）レセプタクルを備える受信装置２０を、ＨＤＭＩプラグ３０とケーブル３１、ＵＳＢ－Ｃプラグ３２で構成されたＨ－Ｃ変換ケーブルで接続している。Ｈ－Ｃ変換ケーブルは中継装置であり、受信装置２０が本実施例に対応した受信機能を有することを判別して、送信装置から送信されるＨＤＭＩ映像信号をＵＳＢ－Ｃプラグを介して受信装置に伝送する。

図２は、非特許文献１に開示されている、送信装置と変換ケーブルの端子接続を示す説明図である。送信装置内部の映像源が形成したＨＤＭＩ形式の映像信号（Internal HDMI）はＵＳＢ－Ｃレセプタクル（USB Type C Receptacle）へ出力され、Ｃ－Ｈ変換ケーブル（Cable Assembly）のＵＳＢ－Ｃプラグ（USB Type C Plug）へ伝えられる。Ｃ－Ｈ変換ケーブルはこの映像信号をＨＤＭＩプラグ（HDMI Plug）へ出力して受信装置のＨＤＭＩレセプタクル（図示は省略）へ伝えるものである。

ＵＳＢ－Ｃはプラグの表裏どちら向きでもレセプタクルへ差し込めるよう、送信装置はプラグの表裏を判別して、それぞれの信号を２つの端子のどちらかに切換出力する機能を有している。例えば、ＨＰＤ（Hot plug Detect）信号をプラグが表であればＢ８へ、裏であればＡ８の端子に切換出力する。

図３は、本実施例におけるＨ－Ｃ変換ケーブルと受信装置の端子接続を示す説明図である。Ｈ－Ｃ変換ケーブルは、送信装置１０のＨＤＭＩレセプタクルから出力された映像信号をＨＤＭＩプラグ３０で受け、ＵＳＢ－Ｃプラグ３２へ出力する。

受信装置２０はＵＳＢ－Ｃプラグ３２の出力をＵＳＢ－Ｃレセプタクルで受信する際に、ＵＳＢ－Ｃプラグ３２の表裏を判別して内部のＨＤＭＩ受信部へ適合した信号が入力されるように２端子の信号を選択する機能を有する。

図３に示したＨ－Ｃ変換ケーブルの端子接続は、Ｈ－Ｃ変換ケーブルを変換ドングルとＵＳＢ－Ｃ通常ケーブルで構成する場合を考慮した端子接続としている。このため、図２のＣ－Ｈ変換ケーブル内の端子接続と異なる（破線枠９０１と実践枠９０２を参照すると、ＣＬＫ＋の接続先がＢ３とＡ１０で異なる）が、この接続の詳細については実施例３で説明する。

図４は本実施例におけるＨ－Ｃ変換ケーブルの構成例を示すブロック図である。図４において、入力部１２０はＨＤＭＩプラグ３０内の端子であり、ＣＥＣとＳＣＬ、ＳＤＡ、＋５Ｖ、ＨＰＤ、Ｕｔｉｌｉｔｙ、ＣＬＫ＋、ＣＬＫ－、Ｄ０＋、Ｄ０－、Ｄ１＋、Ｄ１－、Ｄ２＋、Ｄ２－から構成されている。出力部１６０はＵＳＢ－Ｃプラグ３２内の端子であり、Ａ５とＢ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ｂ８、Ａ１０、Ａ１１、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１１、Ｂ１０、Ａ２、Ａ３から構成されている。各端子記号の下には、ぞれぞれの信号名称を括弧付のイタリック体で記述している。１２８は制御部、１２９はＵＳＢ２機能部、１３０は電源端子、１２１と１２２、１２３、１２４は例えば抵抗などのプルアップ端子、１２６と１２７は例えば抵抗などの保護素子、１５５と１５６はスイッチ、１３１から１３８は例えば抵抗などの終端素子、１６１から１６８は例えばキャパシタなどのＤＣブロック素子である。

図５は本実施例における受信装置の構成例を示すブロック図である。図５において、入力部２１０は受信装置のＵＳＢ－Ｃレセプタクル内の端子であり、Ａ５とＢ５、Ａ６、Ｂ６、Ａ７、Ｂ７、Ａ８、Ｂ８、Ａ１０、Ａ１１、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１１、Ｂ１０、Ａ２、Ａ３から構成されている。ＨＤＭＩ受信機能部２８０の入力はＣＥＣとＳＣＬ、ＳＤＡ、＋５Ｖ、ＨＰＤ、Ｕｔｉｌｉｔｙ、ＣＬＫ＋、ＣＬＫ－、Ｄ０＋、Ｄ０－、Ｄ１＋、Ｄ１－、Ｄ２＋、Ｄ２－から構成されている。２１１と２１２は例えば抵抗などのプルダウン素子、２８１と２８２、２８３は例えば抵抗などのプルアップ素子、２３１から２３８は例えば抵抗などの終端素子、２５５と２５６、２５７はスイッチ、２５８は終端電源である。２２７は制御部、２２６はＵＳＢ２機能部、２６３と２６４、２６７、２６８は例えばキャパシタなどのＤＣブロック素子である。２４１から２４８、２５１、２５２、２５３、２５４、は切換スイッチである。

以下、図４、図５を用いて本実施例の動作を説明する。

図５の制御部２２７は、入力部２１０の端子Ａ５と端子Ｂ５と、図４の出力部１６０の端子Ａ５と端子Ｂ５を介して、図４の制御部１２８と接続され、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの仕様で定められた手順により通信チャネルの確立を行う。

入力部２１０の端子Ａ５と端子Ｂ５は、５．１ｋΩのプルダウン素子２１１と２１２でＧＮＤにプルダウンされ、出力部１６０のＡ５端子が＋５Ｖの電源端子１３０に５６ｋΩのプルアップ素子１２４で接続されているので、図５の受信装置は映像信号を受け取る側のＳｉｎｋ、入力部２１０はＵＦＰ（Upstream facing Port）、図４の中継装置は映像信号を出力する側のＳｏｕｒｃｅ、出力部１６０はＤＦＰ（Downstream facing Port）として扱われる。

出力部１６０のＢ５端子は、出力部１６０がＤＦＰとして扱われるまでは制御部１２８内で開放またはプルダウンしておくことにより、図４の出力部１６０のＡ５端子は０．４Ｖ、Ｂ５端子は０Ｖとなる。図５の制御部２２７は、入力部２１０の端子Ａ５に０．４Ｖを検出するとプラグが表挿し、端子Ｂ５に０．４Ｖを検出するとプラグが裏挿しと判別する。この判別結果２７２により、破線枠の切換部２４０内のスイッチ２４１～２４８と２５３、２５４に加えて、スイッチ２５１と２５２を切換える。表挿し判定の場合は図示した上側選択となり、裏挿し判定の場合は図示と逆の下側選択となる。

この結果、図４のＨ－Ｃ変換ケーブルの入力部１２０に入力されたＨＤＭＩ信号ＨＰＤとＵｔｉｌｉｔｙ、ＣＬＫ＋、ＣＬＫ－、Ｄ０＋、Ｄ０－、Ｄ１＋、Ｄ１－、Ｄ２＋、Ｄ２－は、図５の受信装置のＨＤＭＩ受信機能部２８０へ伝えられる。ＳＣＬとＳＤＡで伝送されるＤＤＣ信号と、ＣＥＣ信号は、制御部１２８でＵＳＢ－ＣのＣＣ通信プロトコルに変換され、制御部２２７でＤＤＣ信号とＣＥＣ信号に復元してＨＤＭＩ受信機能部２８０へ伝えられる。

尚、図５において、プラグの表裏判別による信号切換をＨＤＭＩ受信機能部２８０の前、差動信号の状態で切換えているが、ＨＤＭＩ受信機能部２８０内でシリアル伝送復号化後に切換えてもよい。この場合、入力部２１０の各端子記号の下に（ ）内に示しているように、一部の信号の極性が逆のものについては、信号を反転（パラレル信号では１の補数処理）させるとよい。

入力部１２０の端子ＣＥＣは２７ｋΩのプルアップ素子１２１を介して３．３Ｖの終端電源１７１へ、端子ＳＣＬと端子ＳＤＡは４７ｋΩのプルアップ素子１２２と１２３を介して５Ｖの終端電源１７２に接続される。これらの終端電源１７１と１７２は、電源端子１３０の端子＋５Ｖへ電源が供給された後で電源供給を行うとよい。

ＨＤＭＩの映像信号はＤＣ結合のため、ＡＣ結合が前提となっているＵＳＢ－Ｃのデータ伝送の保護規格に合わせて、図４のＨ－Ｃ変換ケーブルにはＤＣブロック素子１６１～１６８を挿入している。さらにＨＤＭＩ映像信号伝送に必要な終端素子１３１～１３８を終端電源１３９に接続している。各終端素子は例えば５０Ωの抵抗とし、制御部２２７が受信装置２０のＨＤＭＩ受信能力を確認し、さらに送信装置１０から＋５Ｖが供給されていることを確認後に３．３ｖを終端電源１３９へ供給する。

ＨＰＤとＵｔｉｌｉｔｙ信号を伝送する出力部１６０の端子Ａ８とＢ８は、制御部２２７が受信装置２０にＨＤＭＩ受信能力が確認できるまでは、保護素子１２６と１２７でＧＮＤへプルダウンして、ＵＳＢ－Ｃ素子を保護する。制御部がＨＤＭＩ受信能力を確認後に、その確認結果１５７によってスイッチ１５５と１５６をオフとし、プルダウンを中止し、ＨＰＤとＵｔｉｌｉｔｙ信号伝送を行う。

図５の入力部２１０の端子Ｂ３とＢ２，Ａ２，Ａ３には、ＤＣブロック素子２６３と２６４、２６７、２６８を挿入しておくことにより、通常のＵＳＢ－Ｃケーブルが誤ってさし込まれた場合でも他のＵＳＢ－Ｃ機器の損傷を避けることができる。

図５のＨＤＭＩ受信機能部２８０にはインピーダンスマッチングのために５０Ωの終端素子２３１から２３８を設けている。制御部２２７は入力部２１０の端子Ａ５または端子Ｂ５に得られた情報から、中継装置がＨＤＭＩ映像信号の送信機能を持つことを確認後、３．３Ｖの終端電源２５８とこれらの終端素子の間にあるスイッチ２５７をＯＮにすることによって、ＣＬＫ＋とＣＬＫ－、Ｄ０＋，Ｄ０－、Ｄ１＋、Ｄ１－、Ｄ２＋、Ｄ２－のＴＭＤＳ信号を受信できる。なお、図４のＨ－Ｃ変換ケーブル内の５０Ωの終端素子１３１他と図５のＨＤＭＩ受信機能部２８０の５０Ωの終端素子２３１他が並列に入るので、ＡＣ成分に対する終端インピーダンスが、ＨＤＭＩ送信装置とＨＤＭＩ受信装置を５０Ω終端の無いＨＤＭＩケーブルで接続した場合に比べて見かけ上半減するので、信号振幅は通常のＨＤＭＩ信号の半分になることが考えられる。このため、ＨＤＭＩ受信機能部２８０は通常のＨＤＭＩ信号の半分に対応した受信感度をもたせるか、入力利得を切換えて２倍の増幅機能を持たせるとよい。

図４のＨ－Ｃ変換ケーブル内の終端素子１３１の他の構成例を図６に示す。これらは、終端素子のインピーダンスによる信号振幅減少を抑制できる構成例である。

図６において、（Ａ）は、ＨＤＭＩで規定された送信装置内の定電流源１０ｍＡの半分程度の５ｍＡ以下の定電流素子４１３と、例えば１ｋΩ程度の抵抗素子４１２を終端電源に接続している。送信装置内の定電流源は１２ｍＡ～８ｍＡ程度のばらつきを想定すると、定電流素子４１３は下限８ｍＡの半分４ｍＡ程度とし、上限１２ｍＡと下限８ｍＡの差４ｍＡの半分である２ｍＡ程度を抵抗素子４１２から供給する必要がある。ＨＤＭＩ出力規定は７００ｍＶの電圧低下が許容されるので、抵抗素子４１２の上限は３５０Ωとなる。抵抗素子４１２は伝送インピーダンスに影響を与えるので、抵抗素子４１２を３５０Ω程度とした上で直列インダクタンス（図示なし）を挿入してもよい。

図６（Ｂ）は、送信装置内の定電流源１０ｍＡの半分程度の５ｍＡ以上の定電流素子４２３を終端電源に、例えば２ｋΩ程度の抵抗素子４２２をＧＮＤに接続した例である。送信装置内の定電流源は１２ｍＡ～８ｍＡ程度のばらつきを想定すると、定電流素子４２３は上限１２ｍＡの半分６ｍＡ程度とし、上限１２ｍＡと下限８ｍＡの差４ｍＡの半分である２ｍＡ程度を抵抗素子４２２から引き抜く必要がある。ＨＤＭＩ出力規定は終端電源を３．３Ｖとすると、７００ｍＶの電圧低下まで許容されるので、抵抗素子４２２両端電位は２．６Ｖになる。従って、抵抗素子４２２は２．６Ｖ／２ｍＡとして１．３ｋΩ程度となる。抵抗素子４２２は伝送インピーダンスに影響を与えるので、抵抗素子４２２を１．３ｋΩ程度とした上で直列インダクタンス（図示なし）を挿入してもよい。

なお、（Ａ）は抵抗素子４１２を終端電源（例えば３．３Ｖ）、（Ｂ）は抵抗素子４２２をＧＮＤに接続した例を示したが、ＨＤＭＩ出力の平均電圧（３．０５Ｖ）へ接続しても良い。この場合は定電流素子を５ｍＡとし、上限電流１２ｍＡの半分６ｍＡとの差１ｍＡを抵抗素子で吸収するためには、（７００ｍＶ－２５０ｍＶ）／１ｍＡ＝４５０Ωとなる。下限電流８ｍＡの半分４ｍＡとの差１ｍＡを抵抗素子で吸収するためには、２５０ｍＶ／１ｍＡ＝２５０Ωとなる。両者の抵抗値は最大値なので、２５０Ω程度が望ましい。インピーダンスマッチングを考慮して、抵抗素子に直列インダクタンスを設けてもよい。

図６（Ｃ）は定電流素子４３３の電流値を、平均電圧検出してフィードバック制御をかけるものである。（Ａ）や（Ｂ）は電圧飽和を避けるために抵抗素子を並列配置しているが、その代わりに、平均電圧が高くなると電流値を下げ、平均電圧が低くなると電流値を上げることによって、平均電圧範囲を終端電圧からの電圧降下が１５０～３５０ｍＶ程度の範囲となるように調整するとよい。

図６（Ｄ）は終端素子を抵抗素子４４２とインダクタンス４４３を直列接続したものである。抵抗素子４４２は５０Ωであり、ＨＤＭＩ規定のＤＣ電流５ｍＡを供給する。ＡＣ成分はインダクタンスで遮断し、ＡＣ成分の振幅劣化を防止する。

なお、終端素子の構成が前述の抵抗であるか、定電流素子か、インダクタンスによるものかによって信号振幅へ影響がでるので、これらの情報をＨ－Ｃ変換ケーブルが受信装置２０へＣＣ通信チャネルを通じて知らせることにより、受信装置２０は受信感度を上げるか下げるかを判断させてもよい。

さらに、終端素子１３１を１００ΩとしてＵＳＢ－Ｃプラグ３２側に構築し、それを受信装置に知らせ、受信装置２０の終端素子２３１等も１００Ωとして、信号振幅を確保してもよい。ケーブル部分の差動インピーダンス５０Ωとのマッチングを確保しながら信号振幅を維持できる利点がある。

尚、図４のＨ－Ｃ変換ケーブルの電源端子１３０は、外部電源から供給してもよいし、受信装置２０から出力部１６０に図示していない端子Ａ４とＢ４、Ａ９、Ｂ９からＶＢＵＳとして受けた電流を用いてもよい。電源端子１３０に外部電源から供給を受ける場合は、上記端子Ａ４とＢ４、Ａ９、Ｂ９を通してＶＢＵＳとして受信装置２０へ電源を供給してもよい。ＶＢＵＳの使用についてはＵＳＢ規定の手順を使うこともできる。

以上のように、本実施例は、映像を中継する中継装置において、送信装置から映像入力する入力部（１２０）と、受信装置へ映像出力する出力部（１６０）と、入力部の第１の端子（ＣＬＫ＋、Ｄ２－等）と出力部の第２の端子（Ａ１０、Ａ３等）を接続するＤＣブロック素子（１６１～１６８）と、第１の端子と接続される終端素子（１３１～１３８）と、入力部の第３の端子（ＨＰＤ、Ｕｔｉｌｉｔｙ）と出力部の第４の端子（Ａ８、Ｂ８）をプルダウンする保護素子（１２６、１２７）と、入力部の第５の端子（ＣＥＣ、ＳＤＬ、ＳＤＡ）と出力部の第６の端子（Ａ５、Ｂ５）が接続された制御部（１２８）と、制御部と接続された入力部の第７の端子（＋５Ｖ）とを有し、制御部は第６の端子から得た情報に基づいて受信装置が所定の受信機能を持つと判断し、かつ第７の端子に所定電圧を検出した場合は、保護素子を第４の端子から切り離して、終端素子に所定電圧を印加すると共に、制御部が第３の端子から受信装置の待機状態を検出すると終端素子に終端電源を供給開始して、映像データを第1の端子から第２の端子に伝送するように構成する。

また、映像を受信する受信装置において、中継装置から映像入力する入力部（２１０）と、入力映像を受信処理する受信機能部（２８０）と、入力部の第１の端子（Ａ１０、Ａ１１等）と受信機能部の第２の端子（ＣＬＫ＋、ＣＬＫ－等）を切換接続する第１のスイッチ（２４１～２４８）と、第２の端子と接続される終端素子（２３１～２３８）と、入力部の第３の端子（Ａ８、Ｂ８）と受信機能部の第４の端子（ＨＰＤ、Ｕｔｉｌｉｔｙ）を切換および開閉接続する第２のスイッチ（２５３～２５６）と、入力部の第５の端子（Ａ５、Ｂ５）と受信機能部の第６の端子（ＣＥＣ、ＳＤＬ、ＳＤＡ）が接続された制御部（２２７）と、を有し、制御部は第５の端子から得た情報に基づいて中継装置が所定の送信機能を持つと判断した場合は、終端素子に所定電圧を印加するように構成する。

また、送信装置から中継装置を介して受信装置へ映像を伝送する伝送システムにおいて、送信装置と中継装置、受信装置との間で互いの機能を判別する判別機能を持ち、中継装置は、送信装置と受信装置の機能を判別して、入出力端子に設けた保護素子と終端素子を有効／無効で切換えると共に、受信装置は、送信装置と中継装置の機能と、プラグの表裏を判別して、データ入力端子と受信機能部の対応接続を切換えると共に、受信機能部の入力利得を切換えるように構成する。

これにより、ＨＤＭＩレセプタクルを持つ送信装置からＵＳＢレセプタクルを持つ受信装置へ、Ｈ－Ｃ変換ケーブルを用いてＨＤＭＩ映像信号を伝送することができる。

図７は、本実施例における送信装置と受信装置をケーブルと変換ドングルで接続するブロック図である。

図７においては、図１のＨ－Ｃ変換ケーブルに代えて、ＨＤＭＩプラグ３６と３８、ケーブル３７で構成された通常のＨＤＭＩケーブルと、ＨＤＭＩレセプタクルとＵＳＢ－Ｃプラグを有するＨＲ－ＣＰ変換ドングル２５を用いて、送信装置１０から受信装置２０へＨＤＭＩ映像信号を伝送する。
ＨＲ－ＣＰ変換ドングル２５は、図４のＨ－Ｃ変換ケーブルの入力部１２０をプラグからレセプタクルへ変更する他は同様な構成で実現できるので、詳細動作説明は省略する。

本実施例によれば、ＨＤＭＩレセプタクルを持つ送信装置からＵＳＢレセプタクルを持つ受信装置へ、色々な長さのある通常のＨＤＭＩケーブルとＨＲ－ＣＰ変換ドングルを用いて、送信装置と受信装置間の各種の距離に応じて、ＨＤＭＩ映像信号を伝送できる。

図８は、本実施例における送信装置と受信装置を変換ドングルとケーブルで接続するブロック図である。

図８においては、図１のＨ－Ｃ変換ケーブルに代えて、ＨＤＭＩプラグとＵＳＢ－Ｃレセプタクルを有するＨＰ－ＣＲ変換ドングル１５と、ＵＳＢ－Ｃプラグ３３と３５、ケーブル３４で構成された通常のＵＳＢ－Ｃケーブルを用いて、送信装置１０から受信装置２０へＨＤＭＩ映像信号を伝送する。

ＨＰ－ＣＲ変換ドングル１５は、図４のＨ－Ｃ変換ケーブルの出力部１６０をプラグ端子からレセプタクル端子へ変更する他は、端子配置を除いて、同様な構成で実現できる。通常のＵＳＢ－Ｃケーブルは送信と受信端子を入れ換える、いわゆるクロスケーブルの構成になるので、端子間接続が実施例１と異なる。図９に本実施例における端子接続を示す。

図９のＨＰ－ＣＲ変換ドングルの端子配置は、図２のＣ破線枠９０１と破線枠９０３を見比べてわかるように、図２のＣ－Ｈ変換ケーブルに合わせている。これにより、プラグの表裏判別による信号入れ換え機能を除き、図９のＨＰ－ＣＲ変換ドングルのＵＳＢ－Ｃレセプタクル端子と、図２の送信装置のＵＳＢ－Ｃレセプタクルの端子が同等にできるので、誤接続をさけることができる。
通常のＵＳＢ－Ｃケーブルでは、前述の通り送信端子と受信端子を入れ換えた構成であるので、受信装置側のＵＳＢ－Ｃプラグの端子配置は実施例１の図３と同様となる。すなわち、図３の実践枠９０２と図９の実践枠９０４が同一の並びとなっている。受信装置は実施例１と同構成でよい。

本実施例によれば、ＨＰ－ＣＲ変換ドングルと通常のＵＳＢ－Ｃケーブルを用いた構成であっても、実施例１と同じ送信装置と受信装置でよいので、汎用性が高まる利点がある。

図１０は、本実施例における送信装置と受信装置を変換ケーブルで接続するブロック図である。

図１０においては、ＵＳＢ－Ｃレセプタクルを備える送信装置１１とＨＤＭＩレセプタクルを備える受信装置２１を、ＵＳＢ－Ｃプラグ３９とケーブル４０、ＨＤＭＩプラグ４１で構成されたＣ／Ｈ変換ケーブルで接続している。非特許文献１の変換ケーブルと同様な接続であるが、変換ケーブルの接続方向を反転させる機能を追加している。

このＣ／Ｈ変換ケーブルは、図１０に示した送信装置のＵＳＢ－Ｃレセプタクルから出力された映像信号を受信装置のＨＤＭＩレセプタクルへ伝送する機能と、図１に示した送信装置のＨＤＭＩレセプタクルから出力された映像信号を受信装置のＵＳＢ－Ｃレセプタクルへ伝送する機能を切換できる特徴を持つ。すなわち、向きを反転させると実施例１で説明したＨ－Ｃ変換ケーブルとしても使えることを特徴とする。この両方向接続機能により、ユーザがどちらの向きに対応した変換ケーブルかを調べることなく使える利点がある。

図１０の接続において、送信装置１１は、非特許文献１記述の送信装置と互換性をとる必要があるので、端子接続関係は非特許文献１と同様に図２の端子接続とする。実施例１の図１で示したＨ－Ｃ変換ケーブルとしても使う状態を判別して、図３に示した端子接続を切換える構成としてもよい。

しかし、Ｃ／Ｈ変換ケーブル内で端子接続を切換える素子を入れるスペースや電力を確保しづらいので、信号入れ換えをしないことが望ましい。

図１１は変換ケーブル内での信号入れ換えを行わない場合のＣ／Ｈ変換ケーブルとＵＳＢ－Ｃレセプタクル付受信装置の端子接続を示す説明図である。図２の破線枠９０１と図１１の破線枠９０５は同じ配置になっている。

図１２は本実施例におけるＣ／Ｈ変換ケーブルの構成例を示すブロック図である。図４と同様の機能を持つものは同じ番号を付している。ＨＤＭＩプラグ内の端子群３２０はＣＥＣとＳＣＬ、ＳＤＡ、＋５Ｖ、ＨＰＤ、Ｕｔｉｌｉｔｙ、ＣＬＫ＋、ＣＬＫ－、Ｄ０＋、Ｄ０－、Ｄ１＋、Ｄ１－、Ｄ２＋、Ｄ２－の各端子を有する。ＵＳＢプラグ内の端子群３６０にはＡ５とＢ５、Ａ６、Ａ７、Ｂ８、Ａ８、Ｂ３，Ｂ２、Ａ１０、Ａ１１、Ａ２，Ａ３、Ｂ１１、Ｂ１０の各端子を有する。３２８は制御部、１２９はＵＳＢ２機能部、１３０は電源端子、１２１と１２２、１２３、１２４は例えば抵抗などのプルアップ端子、１２６と１２７は例えば抵抗などの保護素子、１５５と１５６、１８１から１８８はスイッチ、１３１から１３８は例えば抵抗などの終端素子、１６１から１６８は例えばキャパシタなどのＤＣブロック素子である。

制御部３２８は端子Ａ５とＢ５を通じて接続先情報を取得し、接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置か、ＨＤＭＩ受信装置かを判断する。すなわち、ＨＤＭＩ送信装置であれば図１０の構成と判断して図２の端子接続となり、映像信号は端子群３６０から端子群３２０へ伝送される。ＨＤＭＩ受信装置であれば図１の構成と判断して図１１の端子接続となり、映像信号は端子群３２０から端子群３６０へ伝送される。

接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置と判断された場合は、終端素子１３１～１３８をはずさないと非特許文献１記述の伝送に障害を与える場合があるので、終端電源３７５と各終端素子１３１～１３８の間にスイッチ１８１～１８８を設けて、制御部３２８の指示３７４で、各終端素子を開放するとよい。

さらに、接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置と判断された場合は、端子群３６０のＢ５端子に与えられる＋５Ｖ電源を、端子群３２０の＋５Ｖ端子に伝送するスイッチ３２４を設けて、制御部３２８の指示３７４で電流を伝える。接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置以外と判断される場合は、スイッチ３２４を開放する。

端子群３２０のＳＣＬとＳＤＡ端子に例えば４７ｋΩ程度のプルアップ素子１２２と１２３、１．９ｋΩ程度のプルアップ素子３２２と３２３、スイッチ３３２と３３３を配置する。接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置と判断された場合は、制御部３２８の指示信号３７３でスイッチ３３２と３３３を閉じて、ＳＣＬとＳＤＡのプルアップ抵抗をそれぞれ４７ｋΩと５．１ｋΩの並列合成抵抗値約１．８ｋΩでＨＤＭＩ端子を持つＨＤＭＩ受信装置と通信を行う。制御部は３２８のＳＣＬとＳＤＡはｉ２Ｃのマスター動作を行う。接続先がＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つＨＤＭＩ受信装置と判断された場合は、ＨＤＭＩレセプタクルを持つＨＤＭＩ送信装置との通信を想定してスイッチ３３２と３３３は開放しておくとよい。制御部３２８のＳＣＬとＳＤＡはｉ２Ｃのスレーブ動作を行う。

受信装置は図５の構成で、端子配置を図３の実践枠９１２から図１１の破線枠９１５へ置きかえるとよい。

また、受信装置は、図３で示されたＨ－Ｃ変換ケーブルか、図１１で示されたＣ／Ｈ変換ケーブルかを、ＵＳＢ－ＣのＡ５端子やＢ５端子を通じた情報取得結果に基づいて端子配置を切換える機能を設けてもよい。

以上のように、本実施例は、映像を中継する中継装置において、第２の送信装置が端子群（３６０）に接続され、第２の受信装置が端子群（３２０）に接続されたことを検出して、映像データを第２の端子（Ａ１０、Ａ３等）から第１の端子（ＣＬＫ＋、Ｄ２－等）に伝送するように構成する。

また、映像を受信する受信装置において、制御部（２２７）は、中継装置の表裏接続状態を第５の端子（Ａ５、Ｂ５）から得た情報に基づいて、第１のスイッチ（２４１～２４８）の切換接続を行うと共に、受信機能部（２８０）の入力利得を切換えるように構成する。

以上、述べたように、本実施例によれば、Ｃ／Ｈ変換ケーブルを逆接続に用いても動作させることができるので、変換ケーブルの伝送方向を確認する手間が省け、使用者の利便性を高める利点がある。

図１３は、本実施例における送信装置と受信装置を変換ドングルとケーブルで接続するブロック図である。

図１３においては、図１０のＣ／Ｈ変換ケーブルに代えて、ＵＳＢ－ＣプラグとＨＤＭＩレセプタクルを有するＣＰ／ＨＲ変換ドングル２６と、ＨＤＭＩプラグ３６と３８、ケーブル３７で構成された通常のＨＤＭＩケーブルを用いて、送信装置１１から受信装置２１へＨＤＭＩ映像信号を伝送する。

ＣＰ／ＨＲ変換ドングル２６は、図１２のＣ／Ｈ変換ケーブルのＨＤＭＩプラグ内の端子群３２０をプラグからレセプタクルへ変更する他は、同様な構成で実現できる。

本実施例によれば、ＣＰ／ＨＲ変換ドングルと通常のＨＤＭＩケーブルを用いた構成であっても、実施例４と同じ送信装置と受信装置でよいので、汎用性が高まる利点がある。

図１４は、本実施例における送信装置と受信装置をケーブルと変換ドングルで接続するブロック図である。

図１４においては、図１０のＣ／Ｈ変換ケーブルに代えて、ＵＳＢ－Ｃプラグ３３と３５、ケーブル３４で構成された通常のＵＳＢ－Ｃケーブルと、ＵＳＢ－ＣレセプタクルとＨＤＭＩプラグを有するＣＲ／ＨＰ変換ドングル１６を用いて、送信装置１１から受信装置２１へＨＤＭＩ映像信号を伝送する。

図１５は、図１４の構成における送信装置１１とＣＲ／ＨＰ変換ドングル１６、ＵＳＢ－Ｃケーブル、受信装置２１の端子接続を説明する図である。送信装置は、図２と同じであるが、ＵＳＢ－Ｃケーブル内でクロス接続となっており、破線枠９０６と実践枠９０７で示すように入れ換える必要が出てくる。

すなわち、ＣＲ／ＨＰ変換ドングル１６は、図１２のＣ／Ｈ変換ケーブルのＵＳＢ－Ｃプラグをレセプタクルへ変更する他、端子配置を図１５示すように変更するとよい。

本実施例によれば、ＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つ送信装置からＨＤＭＩレセプタクルを持つ受信装置へ、色々な長さのある通常のＵＳＢ－ＣケーブルとＣＲ／ＨＰ変換ドングルを用いて、送信装置と受信装置間の各種の距離に応じて、ＨＤＭＩ映像信号を伝送できる。

図１６は、本実施例における送信装置と受信装置をケーブル接続するブロック図である。

図１６においては、ＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つ送信装置１１からＵＳＢ－Ｃレセプタクルを持つ受信装置２０へ、両端のＵＳＢ－Ｃプラグ３３と３５をケーブル３４で結ぶ通常のＵＳＢ－Ｃケーブルで映像伝送を行うものである。受信装置２０は、実施例６のＣＲ／ＨＰ変換ドングルとＨＤＭＩ受信装置を一体化したものに相当する。

ここで、実施例１、２、３で述べた図１、図７、図８と、実施例７の図１６の接続構成のいずれであっても対応できる受信装置の構成例を図１７に示す。

図１７において、ＵＳＢレセプタクルの入力部４１０はＡ５とＢ５、Ａ６、Ｂ６、Ａ７、Ｂ７、Ｂ８、Ａ８、Ａ１０、Ａ１１、Ｂ３、Ｂ２、Ｂ１１、Ｂ１０、Ａ２、Ａ３の端子から構成されている。ＨＤＭＩ受信機能部２８０の構成は図５と同様であり、同じ番号をつけたものは説明を省略する。４５０は切換マトリクスである。

図１７を用いて受信装置の動作を以下に説明する。図１７の制御部４２７は、ＵＳＢレセプタクルの入力部４１０の端子Ａ５と端子Ｂ５と接続され、図５の制御部２２７と同様に、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの仕様で定められた手順により通信チャネルの確立を行う。通信チャネル確立後に、ＵＳＢ－Ｃレセプタクル付送信装置や、変換ケーブル、変換ドングル、ＵＳＢ－Ｃケーブルの動作能力情報を入手し、図１、図７、図８、図１７の構成を把握し、図３、図９、図１１、図１５のどの端子接続が必要かを判断し、変換マトリクス４５０を制御する。

すなわち、図３（図１のＨ－Ｃ変換ケーブル、図７のＨＲ－ＣＰ変換ドングル）、図９（図８のＨＰ－ＣＲ変換ドングル）の端子接続が必要と判断されるとプラグ挿し込みの表裏判定で＃１と＃２を切換え、図１１（図１０のＨ／Ｃ変換ケーブル）の端子接続が必要と判断されるとプラグ挿し込みの表裏判定で＃３と＃４を切換えるとよい。

図１６のＵＳＢ－Ｃケーブル接続構成と判断された場合は、図１５のＣＲ／ＨＰ変換ドングルと同様な端子配置となるので＃１の接続とする。プラグ挿し込みの表裏判定はＵＳＢ－Ｃレセプタクル付きの送信装置１１で行われているので、ＵＳＢ－Ｃ受信装置２０内でのプラグ表裏切換は不要である。同様の理由により、スイッチ２５３と２５４によるプラグ表裏切換も不要である。但し、スイッチ２５１やスイッチ２５２によるプラグ表裏切換は、ＵＳＢ－Ｃ規格に基づいて行う必要がある。

本実施例によれば、ＵＳＢ－Ｃ送信装置からＵＳＢ－Ｃケーブルを介してＵＳＢ－Ｃ受信装置へＨＤＭＩ映像信号を伝送することができる。

以上述べてきたように、ＨＤＭＩコネクタを有する装置とＵＳＢ－Ｃコネクタを有する装置間を変換ケーブル等の中継装置でＨＤＭＩ映像信号の伝送が可能となる。さらに変換ケーブルは、映像伝送方向を反転して使うこともできる。また、ＵＳＢ－Ｃコネクタを有する装置間でＵＳＢ－Ｃケーブルを介したＨＤＭＩ映像信号伝送ができる。さらに、これらのＵＳＢ－ＣコネクタとＨＤＭＩ受信機能を持つ装置は、上記変換ケーブルやＵＳＢ－Ｃケーブルの他、色々なドングルを使用した場合でも動作できる利点がある。

１０，１１：送信装置、１５，１６，２５，２６：変換ドングル、２０，２１：受信装置、３０，３６，３８，４１：ＨＤＭＩプラグ、３２，３３，３５，３９：ＵＳＢ－Ｃプラグ、３１，３４，３７，４０：ケーブル、１２０，２１０：入力部、１２１，１２２，１２３，１２４：プルアップ素子、１２６，１２７：保護素子、１２８：制御部、１２９：ＵＳＢ２機能部、１３０：電源端子、１３１から１３８：終端素子、１５５，１５６：スイッチ、１６０：出力部、１６１から１６８：ＤＣブロック素子、２１１，２１２：プルダウン素子、２２７：制御部、２２６：ＵＳＢ２機能部、２３１から２３８：終端素子、２４０：切換部、２４１から２４８，２５１から２５４：切換スイッチ、２５５，２５６，２５７：スイッチ、２６３，２６４，２６７，２６８：ＤＣブロック素子、２８０：ＨＤＭＩ受信機能部、２８１，２８２，２８３：プルアップ素子、３２０，３６０：端子群

Claims (5)

1. 映像を中継する中継装置であって、
   送信装置から映像入力する入力部と、
   受信装置へ映像出力する出力部と、
   該入力部の第１の端子と該出力部の第２の端子を接続するＤＣブロック素子と、
   前記第１の端子と接続される終端素子と、
   前記入力部の第３の端子と前記出力部の第４の端子をプルダウンする保護素子と、
   前記入力部の第５の端子と前記出力部の第６の端子が接続された制御部と、
   該制御部と接続された前記入力部の第７の端子とを有し、
   前記制御部は前記第６の端子から得た情報に基づいて前記受信装置が所定の受信機能を持つと判断し、かつ前記第７の端子に所定電圧を検出した場合は、前記保護素子を前記第４の端子から切り離して、前記終端素子に所定電圧を印加すると共に、
   前記制御部が前記第４の端子から前記受信装置の待機状態を検出すると前記終端素子に終端電源を供給開始して、映像データを前記第1の端子から前記第２の端子に伝送することを特徴とする中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置であって、
   第２の送信装置が前記出力部に接続され、第２の受信装置が前記入力部に接続されたことを検出して、映像データを前記第２の端子から前記第１の端子に伝送することを特徴とする中継装置。
3. 映像を受信する受信装置であって、
   中継装置から映像入力する入力部と、
   入力映像を受信処理する受信機能部と、
   前記入力部の第１の端子と前記受信機能部の第２の端子を切換接続する第１のスイッチと、
   前記第２の端子と接続される終端素子と、
   前記入力部の第３の端子と前記受信機能部の第４の端子を切換および開閉接続する第２のスイッチと、
   前記入力部の第５の端子と前記受信機能部の第６の端子が接続された制御部と、を有し、
   該制御部は前記第５の端子から得た情報に基づいて前記中継装置が所定の送信機能を持つと判断した場合は、前記終端素子に所定電圧を印加することを特徴とする受信装置。
4. 請求項３に記載の受信装置であって
   前記制御部は、前記中継装置の表裏接続状態を前記第５の端子から得た情報に基づいて、前記第１のスイッチの切換接続を行うと共に、前記受信機能部の入力利得を切換えることを特徴とする受信装置。
5. 送信装置から中継装置を介して受信装置へ映像を伝送する伝送システムであって、
   該送信装置と該中継装置、該受信装置との間で互いの機能を判別する判別機能を持ち、 前記中継装置は、前記送信装置と前記受信装置の機能を判別して、入出力端子に設けた保護素子と終端素子を有効／無効で切換えると共に、
   前記受信装置は、前記中継装置から得た情報に基づいて、プラグの表裏を判別して、データ入力端子と受信機能部の対応接続を切換えると共に、前記受信機能部の入力利得を切換えることを特徴とする伝送システム。

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