JPH03171939A - カラービデオ信号の光伝送路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、コンポーネントカラービデオ信号の光伝送路
に関し、光ケーブルにより並列に伝送された各光信号の
位相を一致させることができるようにする光伝送路に関
する。

Ｂ．発明の概要 本発明は、コンポーネントカラービデオ信号を光電変換
手段で光信号に変換して光ケーブルにより並列に伝送す
る光伝送路において、上記光霊変換手段で変換する光信
号の波長を可変自在にすることにより、光信号の到達時
間を調整できるようにして、並列に伝送された各光信弓
の位相を一致させることができるようにしたものである
。

Ｃ，従来の技術 従来、例えば特殊撮影や高品位テレビジョン放送などに
用いられるカラーテレビジゴンカメラ装置では、撮像部
と信号処理部とが別れて構成された、いわゆる分離型の
ものがある。このような分離型のカラーテレビジョンカ
メラ装置では、上記撮像部で形成された例えば赤（Ｒ）
２緑（Ｇ）ａ　（Ｂ）のコンポーネントカラービデオ信
号を、高品位のまま伝送できるように、それぞれ異なる
伝送路を介して並列に上記信号処理部へ伝送するように
なっている。

このような伝送路には、従来、同軸ケーブルを必要本数
束ねたものが用いられていたが、近年のオプトエレクト
ロニクスの進歩により、コンボー不ントカラービデオ信
号を電光変換素子で光信号にそれぞれ変換して、これら
光信号を光ケーブルによりそれぞれ伝送するようにした
ものが実用化されている。

ところで、このようにコンポーネントカラービデオ信号
をそれぞれ昇なる伝送路を介して並列に伝送すると、そ
れぞれの伝送路を構成する各芯線の特性や長さの違いな
どに起因して、伝送出力に時間差（位相差〉を生じるこ
とがあった。

このような伝送出力の位相差は画像の色ずれの東因とな
るので、従来の伝送路では、伝送時間調整用のケーブル
を所要長さ追加したり、電気的な遅延回路を用いたりし
て、進み位相の伝送出力を遅らせて、上記伝送路により
並列に伝送された各伝送出力の位相を、上記信号処理部
で処理が施される前に一敗させていた。

Ｄ，発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のカラービデオ信号の伝送路は、上
述したような方法で伝送出力の位相差を補正していたの
で、次のような欠点があった．すなわち、例えば伝送時
間調整用のケーブルを伝送路に加えて上達したような伝
送出力の位相補正を行うと、多数の調整用のケーブルを
用意しなければならないので不便であるし、調整用のケ
ーブルのために信号が劣化するという欠点がある。

また、遅延回路により伝送出力を電気的に遅延させて位
相補正を行うと、信号の劣化に加えて、装置が大型にな
るとともに消費電力が大きくなるという欠点がある．ま
た、これらの欠点は、光信号などで長距離伝送を行った
場合に、各伝送出力の位相差も大きくなるために、特に
問題となる。

さらに、高品位テレビジョン放送に用いられる広帯域・
高品質のコンポーネントカラービデオ信号を伝送すると
きには、上記した欠点により映像の品位が非常に落ちる
ことを防止することができなかった。

そこで、本発明は、このような従来の欠点に鑑みて提案
されたものであって、並列に伝迭された各光信号相互の
位相を一致させることができる新規な溝成のカラービデ
オ信Ｂの光伝送路の提供を目的としている。

ピ，課題を解決するための手段 本発明に係るカラービデオ信号の光伝送路は、上述の目
的を達成するために、コンポーネントカラービデオ信号
を光信号に変換して出力する？！数の電光変換手段と、
これら複数の電光変換手段から出力された光信号を並列
に伝送する複数の光ケーブルとを備え、上記複数の雷光
変換手段のうちの少なくとも一つは、出力する光信号の
波長が可変自在になされている。

Ｆ．作用 本発明に係る光伝送路では、光ケーブルの中を伝送され
る光信号の伝播時間が、光ケーブルの材料分散や導波路
分散などの分散現象により、波長に応じて変化すること
を利用する。

すなわち、本発明に係る光伝送路では、電光変換手段か
ら出力する光信号の波長を可変自在にすることにより、
光ケーブルで並列に伝送された各光信号の到達時間を調
整可能とする。

上記光信号の到達時間は、該光信号の波長を変化させる
ことにより、進み遅れ両方向に調整可能であるから、複
数の電光変換手段のうちの１つは光信号の波長を固定し
てもよい。

Ｇ．実施例 以下、本発明の好適な実施例について説明する。

第１図は、本発明に係る光伝送路を撮像装置１の伝送系
に適用した実施例のブロンク図である。

まず、この第１図を参照しなから撮像装置１について説
明する。

この撮像装置１は、被写体を撮像する撮像部１０と、こ
の撮像部１０で形成されたコンポーネントカラービデオ
信号に信号処理を施す信号処理部２０とが、別れて構戒
された分離型のものであって、上記撮像部１０と上記信
号処理部２０とは光伝送部３０により接続されている。

上記撮像部１０は、レンズ１１を介して与えられた撮像
光をプリズム１２で赤（Ｒ），緑（Ｇ）青（Ｂ）の三原
色に色分解し、これら三原色の撮像光をＣＣＤ等の固体
撮像素子１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂでそれぞれ撮像して三
原色のコンポーネントカラービデオ信号を形戊する。こ
れら固体撮像素子＋３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂで形成された
三原色のコンポーネントカラービデオ信号は、電光変換
部＋４Ｒ．１４Ｇ，１４Ｂでそれぞれ光信号に変換され
、光コネクク１５Ｒ．１５０．１５Ｂを介して上記光伝
送部３０に送られる。

上記光伝送部３０は、光ケーブル３１Ｒ．３１Ｇ，３１
Ｂ，３２を束ねて形成されており、上記撮像部１０の各
光コネクタ１５Ｒ．１５Ｇ．１５Ｂと上記信号処理部２
０の各光コネクタ２１Ｒ２ＩＣ；，２１Ｂとの間に接続
された各光ケーブル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂにより、上
記撮像部１０からの各光信号をそれぞれ並列に上記信号
処理部２０まで伝送する。これら光ケーブル３１Ｒ．３
１Ｇ．３１Ｂの長さや特性などの違いにより、伝送され
た各光信号に位相ずれが生じるのは、前述した通りであ
る。

上記各光コネクク２１Ｒ．２１Ｇ，２１Ｂを介して信号
処理部２０に与えられた各光信号は、光電変換部２２Ｒ
，２２Ｇ，２２Ｂで霊気信号にそれぞれ再変換された後
、撮像信号処理部２３で信号処理を施されて、例えぽコ
ンポジントカラービデオ信号に変換され、出力端子２４
からビデオテープレコーダ等の外部装置に送られる。

また、上記光電変換部２２Ｒ，２２Ｇ．２２Ｂから出力
されたコンポーネントカラービデオ信号は、位相差検出
回路２５に供給されて、これらカラービデオ信号間に相
対的に生した位相差が検出される。

ここで、このようなコンポーネント力ラービデオ信号の
相対的な位相差を検出するためには、例えば、それぞれ
の信号に含まれる同期パルス（ＳＹＮＣ）の到達時間差
を電気的な信号処理によって検出すればよい。なお、上
記撮像部ｌＯの各電光変換部１４Ｒ．１４Ｇ．１４Ｂか
ら、疑似的な同期パルス（ＳＹＮＣ）の光信号を送れる
ようにすれば、上記撮像部ＩＯで被写体を撮像していな
いときにも、このような位相差の検出をすることができ
る。

上記位相差検出回路２５の位相差検出より得られた位相
差情報は、電光変換部２６に送られて光信号に変換され
た後、上記信号処理部２０から上記撮像部１０まで、各
光コネクタ２７．１６間に接続された上記伝送部３０の
光ケーブル３２により伝送され、撮像部１０の光電変換
部１７で電気信号に再変換されて、制御回路１８に送ら
れる。

この制御回路１８は、上記位相差検出回路２５からの位
相差情報に基づいて形或した制御信号を、上記各電光変
換部１４Ｒ，１４０．１４Ｂにそれぞれ供給する。

次に、このような構成の撮像装置１において、上記三原
色のコンポーネントカラービデオ信号をそれぞれ光信号
に変換するための電光変換部１４Ｒ，１４０．１４Ｂに
ついて説明する。

これら各電光変換部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、出力す
る光信号の波長が、上記制御回路１８からの制御信号に
応して変化するようになっている。

第２図は、このような電光変換部＋４Ｒ．１４Ｇ，１４
Ｂの構成例を示したものである。

この第２図に示す光電変換部２０は、例えば上記固体撮
像素子１３Ｒの出力が信号人力端子２１に供給される。

この信号入力端子２１に供給された出力は、電流可変回
路２２を介して発光素子２３に与えられ、この発光素子
２３を動作させて光信号となる。この発光素子２３から
の光信号は、図示しないレンズ等を介して光ケーブル２
４に導かれ、上記した光ケーブル３１Ｒに送られる。上
記信号人力端子２ｌと上記発光素子２３との間に設けら
れた電流可変回路２２には、上記制ｉ１１１回路１８か
らの制御信号が制（ＩＩｌ端子２５を介して与えられる
。

このような光電変換部２０において、上記篭流可変回路
２２は、上記制御回路ｌ８からの制御信号に応して、上
記発光素子２３を動作させるための電流の大きさを変化
させる。また、上記発光素子２３は、人力還流に応して
発生する光信号の波長が狭い範囲で変化する。このよう
な発光素子２３には、−Ｃ的な発光ダイオード（ＬＥＤ
）やレーザダイオードを用いることができる。

したがって、この光雷変換部２０では、上記制御信号に
応して、上記発光素子２３の動作電流を可変することに
より、この発光素子２３から出力する光信号の波長を変
化させることができる。

また、第３図は、上記雫光変換部１４Ｒ．１４Ｇ　　１
４Ｂの他の構戒例を示したものである。

この第３図に示す電光変換部３０は、例えば上記固体撮
像素子１３Ｒの出力が信号入力端子３ｌ；こ供給され、
この出力が複数の発光素子３２ａ３２ｂ　　３２ｃ，３
２ｄにそれぞれ与えられる。

これら発光素子３２ａ．３２ｂ．３２ｃ，３２ｄは、発
生する光信号の波長がそれぞれ異なるようになっている
。上記各発光素子３２ａ．３２ｂ３２ｃ，３２ｄから出
力された波長の異なる光信号は、ぞれぞれ図示しないレ
ンズ等を介して光スイソチ３３に導かれる。この光スイ
ンチ３３には、上記制御回路８からの制？ｆｆｌｌ信−
弓が制御端子３４を介して与えられる。上記光スインチ
３３は、この制御信号に応して、上記各発光素子３２ａ
，３２ｂ　　３２ｃ．３２ｄからの光信号のうち一つを
、上記光ケーブル３１Ｒに接続されている光ケーフル３
５に導くようになっている。

したがって、この光電変換部３０では、上記各発光素子
３２ａ．３２ｂ，３２ｃ，３２ｄから出力されるそれぞ
れ波長の異なる光信号のうちから、所望の波長のものを
上記制御信号により上記光スイノチ３３で選択すること
により、出力する光信号の波長を変化させることができ
る。

また、第４図は、上記電光変換部１４Ｒ．１４Ｇ，１４
Ｂのさらに他の構或例を示したものである． この第４図に示す電光変換部４０は、例えば上記固体撮
像装置１３Ｒの出力が信号入力端子４１を介して駆動素
子選択回路４２に供給される。この駆動素子選択回路４
２には、発生する光信号の波長がそれぞれ異なる複数の
発光素子４４ａ，４４ｂ　　４４ｃ，４４ｄが接続され
ており、これら発光素子４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４
ｄのうちの１つを動作させるための制御信号が上記制御
回路ｌ８から制１ｎ端子４３を介して供給される。すな
わち、上記駆動素子選択回路４２は、上記制御信号に応
して、上記発光素子４４ａ，４４ｂ．４４ｃ．４４ｄの
うちの１つを、上記信号入力端子４ｌに与えられた出力
で動作させる。上記各発光素子４４ａ，４４ｂ，４４ｃ
，４４ｄの動作により発生した光信号は、図示しないレ
ンズ等を介してそれぞれ光合波器４５に導かれ、この光
合彼器４５から光ケーブル４６を介して上記光ケーブル
３１Ｒに与えられる。

したがって、この先電変換部４０では、発生する光信号
の波長がそれぞれ異なる複数の発光素子４４ａ，４４ｂ
，４４ｃ，４４ｄのうちの１つを、上記制御信号により
選択して動作させることにより、出力する光信号の波長
を変化させることができる。

第５図は、上記電光変換部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂのさ
らに他の構成例を示したものである。

この第５図に示す電光変換部５０は、例えば上記固体ｊ
最像素子１３Ｒの出力が信号入力端子５ｌを介して発光
素子５２に供給される。この発光素子５２は、上記信号
人力端子５１を介して供給された出力に応して動作して
、光信号を発生する。

この発光素子５２から出力された光信号は、図示しない
レンズ等を介して非線形光学素子５３に導かれる。

この非線形光学素子５３は、人力した光信号の波長に対
して高調波．和周波，差周波などの光信号を発生せしめ
る非綿形光学効果を有する素子であって、例えば、代表
的なものとしては、りん酸二水素カリウム（ＫＤＰ）の
結晶などが知られている。

この非線形光学素子５３で形成された複数の波長の光信
号は、光波長選択部５４に供給される。

この光波長選択部５４には、上記制御部ｌ８からの制御
信号が制御端子５５を介して供給される。

上記光波長選択部５４は、上記非線形光学素子５３から
出力される光信号の各波長をそれぞれ３：Ａ沢できる例
えば光学的なフィルタの組み合わせで構威されており、
上記非線形光学素子５３から出力される複数の波長の光
信号のうちから、上記制御部ｌ８からの制御信号に応し
て単一の波長を選択して、上記光ケーブル３１Ｒにｔ妾
続された光ケーブル５６に導く。

したがって、この光電変換部５０では、上記非線型光学
素子５３により形成した複数の波長の光信号のうちから
、所望の波長の光信号を上記制御信号により選択するこ
とによって、出力する光信号の波長を変化させることが
できる。

また、第６図は、上記電光変換部１４Ｒ．１４Ｇ．１４
Ｂのさらに他の構戒例を示したものである． この第６図に示す光電変換部６０は、例えば上記固体撮
像素子１３Ｒの出力が信号人力端子６２を介して発光素
子６１に供給される。この発光素子６１は、上記信号入
力端子６２を介して供給された出力に応して光信号を発
生する。この発光素子６１から発生した光信号は、図示
しないレンズ等を介して光ケーブル６３に導かれ、上記
光ケーブル３１Ｒに送られる。上記発光素子６１には、
出力する光信号の波長が温度により変化するものが用い
られる。なお、このような発光素子６１として、一般的
な発光ダイオードやレーザダイオードなどを用いること
もできる。

また、上記発光素子６１の近傍には、例えば制御電流に
応して発熱するベルチヱ素子などの発熱素子６４と、こ
の発熱素子６４により加熱された上記発光素子６５の温
度を検出するための温度検出素子６４とがそれぞれ配さ
れている。

ここで、上記制御回路ｌ８からの制御信号は、制御端子
６７を介して温度制御回路６６に供給される。この温度
制御回路６６は、上記温度検出素子６４の出力により上
記発光素子６１の温度を監視しながら、上記制御信号に
応して、上記発熱素子６４を制御して、上記発光素子６
１を加熱する．そして、上記発光素子６ｌの瓜度が所定
の温度よりも高くなると、上記発熱素子６４による加熱
を停止して、高温により上記発光素子６１が破壊される
のを防止する。

したがって、この光電変換部６０では、上記制御信号に
応じて上記発光素子６ｌを加熱することにより、上記発
光素子６ｌの温度を変化させて、出力する光信号の波長
を変化させることができる．また、上記電光変換部１４
Ｒ，１４０．１４Ｂは、次のように構或することも可能
である。

例えば、発光素子から出力した光信号を、ラマン効果を
有する物質に−当て、ラマン敗乱を利用して上記光信号
と異なる波長のストークス線や反ストークス線を発生さ
せる。そして、これら複数の波長の光信号から、それぞ
れの波長の光信号を選択して取り出すことができるよう
に構威された例えば光学的なフィルタなどにより、選択
される光信号の波長が可変できるようにすれば、出力す
る光信号の波長を変化させることができる．また、広い
範囲で発振周波数を変化させることのできる同調可能な
光波長可変発光素子を用いれば、出力する光信号の波長
を広い範囲で変化させることができる。このような光波
長可変発光素子としては、例えば固体レーザ５半導体レ
ーザ，色素レーザなどが知られている。

さらにまた、複数の波長の光信号を同時に発生するマル
チ発光波長素子で光信号を形成し、これら複数の波長の
光信号をそれぞれ選択して出力できるようにすれば、出
力する光信号の波長を変化させることができる。なお、
このようなマルチ発光波長素子としては、Ｈｅ−Ｃｄ白
色レーザなどが知られている。

また、ファブリ・ベロー（Ｆ．　　Ｐ）型発光素子は、
利得幅内に複数のたてモード発光スペクトルを有するの
で、外部に共振器を設けて、その共振器長を可変するこ
とにより、出力する光｛３号の波長を変化させることが
できる。なお、上記共振器長を可変は、微少量ずつ情密
に行わなければならないので、例えばチタン酸バリウム
などの電気歪素子やｆ５ｉ気歪み素子を用いて、電気的
または磁気的に制御することが好ましい。

同様に、分布帰還（ＤＦＢ）型発光素子などのよう二二
、内部に波長選択性のある共振器によって発光波長が定
まる発光素子では、音響光学効果や電気光学効果を用い
て内部の屈折率分布を変化させ、それにより選択される
発光波長を変化させて、出力する光信号の波長を変化さ
せるようにすることもできる。

このような光電変換手段】４Ｒ．１４Ｇ，’１４Ｂを伝
送系の送端に備えた上記撮像装置１では、これら光電変
換手段＋４Ｒ．Ｉ４Ｇ．１４Ｂから出力される光信号の
波長を変化させることによって、上記各光ケーブル３１
Ｒ．３１Ｇ，３１Ｂの中をそれぞれ伝送される光信号の
伝播時間が、光ケーブルの材料分散や導波路分散などの
分散現象により変化する。このため、上記各光電変換回
路２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに到達する光信号の位相は、
上記各光雷変換手段１４Ｒ．　　１４Ｇ．１４Ｂから出
力される光信号の波長を変化させることによって調整す
ることができる。

ここで、このように伝送系の送端の各光電変換部１４Ｒ
，１４Ｇ，１４Ｂから出力される光信号の波長を可変す
ると、上記光ケーブル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ全体にわ
たり光信号の伝播時間を変化させることができるため、
上記各光電変換部１４Ｒ．１４０．１４Ｂで光イ３号の
波長を微少量変化させるだけで、上記各光電変換部２２
Ｒ．２２Ｇ，２２Ｂに到達する光信号の位相を大きく変
化させることができる。

従来、並列に伝送された信号の位相差は、伝送ケーブル
が長いほど大きいものであったが、本発明に係る光伝送
路では、上記光ケーブル３１Ｒ３］Ｇ，３１Ｂが長いほ
ど位相差の袖正範囲を広くすることができる。

また、従来、信号の位相を一敗させる場合には、最も遅
れ位相の信号に他の信号の位相を合わせるようにしてい
たが、本発明に係る光伝送路では、材料分散の特性から
、進み遅れ両方向に光信号の位相を変化させることがで
きる。このため、各光雷変換部１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
での光信号の波長の可変幅がそれほど大きくなくとも、
上記各電光変換部２２Ｒ，２２Ｇ，２４Ｂに伝送される
光信号の位相を広い範囲で一致させることが可能である
。また、このため、上記各電光変換部２２Ｒ２２Ｇ．２
４Ｂのうちの１つが出力する光信号の波長を、固定にし
てもよい。

したがって、この撮像装置ｌでは、上記位相差検出回路
２５で位相差が検出されないように、上記位相差検出回
路２５の検出出力に応して、上記各光雷変換手段１４Ｒ
．１４０．１４Ｂから出力される光信号の波長を上記制
御回路ｌ８が制御することにより、上記各光電変換回路
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに到達する光信号の位相を一敗
させることができる。このような制御を行うことにより
、上記撮像信号処理部２３には位相の一致したコンポー
ネントカラービデオ信号を供給することができるので、
上記出力端子２４からは、三原色の画像が正確に重なり
あった出力映像信号を得ることができる。

なお、本実施例では、上記各電光変換部２２Ｒ，２２Ｇ
．２４Ｂの出力の位相差の検出信号に応して、上記制御
回路１８により上各光電変換部ｌ４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
から出力される光信号の波長を自動で可変制御するよう
にしたが、上記位相差の検出信号に応して、使用者が手
動で上記光信号の波長を可変するようにしてもよい。ま
た、上記各各光雷変換部１４Ｒ．１４Ｇ，１４Ｂと上記
撮像信号処理回路２３との間に電気的な遅延回路を設け
ることにより、コンポーネントカラービデオ信号の位相
の補正幅を広くしたり精度を向上させるたりすることも
できる。

また、本実施例では、三原色のコンポーネントカラービ
デオ信号を光伝送するものであったが、例えば輝度信号
（Ｙ）と色信号．（Ｃ）などのようなコンポーネントカ
ラービデオ信号の光伝送にも本発明に係る光伝送路を用
いることができる。

Ｈ． 発明の効果 本発明に係るカラービデオ信号の光伝送路では、光ケー
ブルの中を伝送される光信号の伝播時間が、光ケーブル
の材料分散や導波路分敗などの分散現象により、波長に
応して変化することを利用して、ｔ光変換手段から出力
する光信号の波長を可変自在にすることにより、光ケー
ブルで並列に伝送された各光信号の到達時間を調整でき
るようになっている。

このため、本発明を適用したカラービデオ｛３号の光伝
送路では、従来と異なり補正用のケーブルや信号の遅延
回路を用いなくとも、並列に伝送された各光信号の位相
を一致させることができる。

したがって、本発明を適用したカラービデオ信号の光伝
送路は、コンポーネントカラービデオ信号を劣化させる
ことなく高品位のまま伝送することができ、例えば高品
位テレビジョン放送に用いられる広帯域・高品質のコン
ポーネントカラービデオ信号も良好に伝送することがで
きる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光伝送路を撮像装置に適用した実
施例のブロノク図である。 第２図乃至第６１２１は上記実施例を構成する光電変換
部の構成例を示す模式図である。このうち、第２図に示
すものは発光素子に供給される電流を制御するようにし
たもの、第３図に示すものは複敞の発光素子からの波長
が異なる光信号を光スイソチにより選択するようにした
もの、第４図に示すものは波長が異なる光信号を出力す
る復数の発光素子の中から１つを発光させるもの、第５
図に示すものは非直線光学素子を用いたもの、第６ｒ；
５に示すものは発熱素子により発光素子を加熱じて光信
号の波長を変化させるものである。 ・・・撮像装置 ３Ｒ．１３０．１３Ｂ・・・固体撮像素子４Ｒ，１４Ｇ
，１．１Ｂ・・・毒光変喚部Ｏ・・・信号処理部 ２Ｒ．２２Ｇ．２２Ｂ・・・光雷変換部５・・・位相差
検出回路 Ｏ・・・伝送部 ３１Ｒ， ３１Ｇ ３１Ｂ・・・光ケーブル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　コンポーネントカラービデオ信号を光信号に変換して
   出力する複数の電光変換手段と、 これら複数の電光変換手段から出力された光信号を並列
   に伝送する複数の光ケーブルとを備え、上記複数の電光
   変換手段のうちの少なくとも一つは、出力する光信号の
   波長が可変自在になされていることを特徴とするカラー
   ビデオ信号の光伝送路。