(57)【要約】      （修正有）【課題】ツイストペアケーブルを含む導電体を介して相当な距離に渡って伝送されるビデオ信号に対して生じる信号損失を自動的に補償する。【解決手段】既知の形態および強度を有する基準信号（例えばパルス信号）は、送信機から受信機へビデオ信号の成分を伝搬する各対の導電体に供給される。受信機は、ビデオ信号の成分が伝送される導電体対毎に利得調整可能な増幅器を含む。これら増幅器の利得は、当該基準信号の検出が可能となるよう初期レベル（例えばそれらの最大利得）に初期設定される。この基準信号が導電体対において検出されると、増幅器の利得は、当該基準信号のレベルがその元の形態及び強度にほぼ回復するように調整される。特に、ＣＡＴ５又は類似のツイストペアケーブルの長距離に渡るビデオ伝送に適用可能である。【選択図】図１
2008005486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体によるビデオ信号の伝送損失自動補償方法であって、
導電体により基準信号を有する入力ビデオ信号を受信するステップと、
前記入力ビデオ信号に対して補償を適用して、前記入力ビデオ信号から出力ビデオ信号を生成するステップと、
前記補償を適用する場合に、
前記出力ビデオ信号の中の前記基準信号の電流レベルを測定するステップと、
前記基準信号の前記電流レベルを第１のレベルと比較するステップと、
前記基準信号の前記電流レベルが、前記第１のレベルとほぼ同等になるまで前記補償を変更するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基準信号は、負性電圧パルスを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基準信号は、伝送局において前記入力ビデオ信号に注入される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基準信号の前記電流レベルを測定するステップは、
前記基準信号の立ち上がりエッジにおいて、前記出力ビデオ信号をサンプリングする、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記入力ビデオ信号は、フォーマットされたビデオ信号の成分である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記入力ビデオ信号は、差動ビデオ信号を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記補償は、可変補償回路に接続された選択可能な複数の固定補償回路を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記補償を変更するステップは、
可変補償ステージの補償レベルを調整するステップと、
固定補償ステージの数を選択するステップと、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記可変補償ステージは、補償の可変量を第１の補償レベルまで供給する、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の固定補償ステージの各々は、補償の固定量を前記第１の補償レベルとほぼ同等に供給する、ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
導電体によるビデオ信号の伝送損失補償装置であって、
導電体により基準信号を有する入力ビデオ信号を受信する入力部と、
前記入力部に接続され、出力ビデオ信号を生成する補償回路と、
前記基準信号のサンプリングされた値に依存して前記１つ又は複数の制御信号を生成する制御回路とを備え、
前記補償回路により供給される補償量は、前記制御回路により生成される前記１つ又は複数の制御信号により制御される、ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記基準信号は、負性電圧パルスを含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記基準信号は、伝送局において前記入力ビデオ信号に注入される、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記出力ビデオ信号と接続され、前記サンプリングされた値が第１の値とほぼ同等である場合に、第１の信号を生成する比較器と、
前記比較器及び前記補償回路と接続され、前記サンプリングされた値をほぼ前記第１の値にドライブするために、前記１つ又は複数の制御信号を生成するマイクロコントローラと、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記入力ビデオ信号は、ビデオ信号のフォーマットの成分である、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記入力ビデオ信号は、差動ビデオ信号を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記補償回路は、可変補償回路に接続された選択可能な複数の固定補償回路を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
前記可変補償回路は、可変補償量を第１の補償レベルまで供給する、ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の固定補償ステージは、前記第１の補償レベルとほぼ同等の固定補償量を供給する、ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記基準信号は、同期信号を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ伝送の分野に関し、詳しくは、ツイストペア導電体を含む導電体により伝送されるビデオ信号の損失の補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電体（すなわちケーブル）は、ソース装置（例えばビデオカメラ又はＤＶＤプレーヤ）から目的の装置（例えばビデオ表示スクリーン）に電子ビデオ信号を伝達するために一般に用いられている１つの方法である。一般に、ビデオ伝送のために用いられているケーブルの２つのタイプは、同軸ケーブルとツイストペアケーブルである。目的の装置におけるビデオ信号が、ソース装置から伝送される元のビデオ信号に正確に一致することが望ましい。「挿入損失」は、ビデオ信号又は他の信号がケーブルなどの伝送媒体により伝送されるときに生じる信号劣化を表すために用いられる用語である。
【０００３】
通常、挿入損失はケーブル長の関数であり、より長い伝送ケーブルは、長さの短いケーブルよりも大きな損失を呈することになる。同軸ケーブルは、通常、ツイストペアケーブルよりも小さな挿入損失を呈する。しかしながら、同軸ケーブルは、ツイストペアケーブルよりも高価であり設置するのが難しい。ツイストペアケーブルは、通常、複数のツイストペアの束として製造される。例えば、「Ｃａｔｅｇｏｒｙ  ５」又は「ＣＡＴ５」ケーブルとして知られるツイストペアケーブルの共通の形態は、単一のケーブルに入れられた分離した４つのツイストペアを有する。ＣＡＴ５ケーブルは、通常、８ピンＲＪ４５コネクタにより終端される。
【０００４】
挿入損失は、伝送ケーブルの物理的特性により生じるのが普通である。挿入損失は、誘導性損失、容量性損失及び表皮効果損失（ＡＣ損失と呼ばれることがある）の他に、抵抗損失（ＤＣ損失と呼ばれることがある）をも含む。ケーブルが呈するＡＣ挿入損失は、周波数依存性がある。例えば、図１１には、周波数の関数として約４５７ｍ（１５００フィート）長のＣＡＴ５ケーブルの挿入損失が示される。図１１の例では、挿入損失は、概して周波数の増加とともに増大し、高周波信号の挿入損失は、約４５７ｍ（１５００フィート）につき２．６ｄＢのＤＣ挿入損失（例えば周波数値ゼロでの損失）よりも著しく大きい（１５００フィートのＣＡＴ５ケーブルにつき５０ＭＨｚにおいて−７０ｄＢ）。
【０００５】
ビデオ信号には様々なフォーマットがある。例えば、コンポジットビデオ、Ｓビデオ及びＹＵＶがある。各フォーマットは、色情報を表す色方式とビデオ情報を伝送するために用いられる信号の特性を規定する信号仕様とを用いる。例えば、「ＲＧＢ」色方式は、色を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）成分に分離し、各色成分について独立した信号を伝送する。
【０００６】
色情報に加えて、ビデオ信号は、送信されたビデオ信号を正しく表示するために、目的の装置が必要とする水平及び垂直同期情報を有することもできる。これら水平及び垂直同期信号は、ビデオ成分信号とは別の導電体により伝送可能である。或いは、これら同期信号は、ビデオ信号成分の１つ又は複数と組み合わされ、それら成分と共に伝送されることが可能である。
【０００７】
ＲＧＢビデオには、水平及び垂直同期情報を伝達するために幾つかの異なるフォーマットが存在する。これらには、ＲＧＢＨＶ、ＲＧＢＳ、ＲＧｓＢ及びＲｓＧｓＢｓがある。ＲＧＢＨＶでは、水平及び垂直同期信号の各々が個別の導電体により伝搬される。したがって、５つの導電体が、赤成分、緑成分、青成分、水平同期信号及び垂直同期信号の各々につき１つ用いられる。ＲＧＢＳでは、水平及び垂直同期信号が複合同期信号に複合され、単一の導電体により伝送される。ＲＧｓＢでは、複合同期信号が緑成分と組み合わされる。この組み合わせでは、同期信号は、ビデオ信号がないブランキング期間の間に伝送されるパルスを有するので可能である。ＲｓＧｓＢｓでは、複合同期信号が赤、緑及び青成分の各々と組み合わされる。従来技術の装置は、ＲＧＢの或るフォーマットから他のフォーマットへ変換するようにしている。配線条件を軽減して短距離以上のＲＧＢビデオ伝送を行うために、同期信号が色成分信号の１つ又は複数と組み合わされるフォーマットが一般に用いられている。
【０００８】
ツイストペアケーブルは、ビデオ信号の伝送のために便利で経済的ではあるものの、信号の劣化（ビデオ信号成分間のスキュー及び挿入損失）によって、ツイストペアケーブルを介して満足のいく品質のビデオ信号を伝送可能な距離が制限される。ビデオ送信機／受信機システムは、ツイストペアケーブルにより伝送されるビデオ信号を増幅している。このようなシステムでは、送信機はツイストペアケーブルを介して伝送（送信）する前にビデオソース信号を増幅し、受信機は受信した信号を増幅する。これら送信機／受信機システムは、信号を増幅しないで伝送する場合よりも、ツイストペアケーブルによる長い伝送距離を可能にしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、信号の歪みを回避するため、送信機及び受信機により与えられる利得（増幅）の量を、ビデオ信号が伝送されるツイストペアケーブルの長さに起因して生じる挿入損失の量と適切にマッチングしなければならない。この適用される利得が高すぎる場合、クリッピングが生じる。利得が低すぎる場合、元の入力信号の低レベル部分が失われることもある。理想的には、システム利得は周波数スペクトルに渡って平坦であるのがよい。高周波数損失は、画像のスミアリング及び焦点損失の結果をもたらす。
【００１０】
したがって、ツイストペアケーブルを含む導電体を介して相当な距離に渡って伝送されるビデオ信号に対して生じる信号損失に対して、自動的に補償するビデオ伝送システムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、導電体により伝送されるビデオ信号の挿入損失の自動的補償をなすための方法及び装置を有する。本発明は特に、ＣＡＴ−５又はこれと同様のツイストペアケーブルの長距離に渡るビデオ伝送に適用可能である。本発明の実施形態は、個別の装置及び／又はビデオ伝送システムの一部として実現される場合もある。
【００１２】
１つ又は複数の実施形態において、既知の形態及び強度を有する基準信号（例えばパルス信号）は、送信機から受信機へビデオ信号の成分を伝搬する各対の導電体に供給される。この基準信号は、例えば、入力ビデオ信号の同期信号（例えば水平又は垂直同期信号）の変更又は代替形態を有する。受信機は、ビデオ信号の成分が伝送される導電体対毎に利得調整可能な増幅器を含む。これら増幅器の利得は、各対の導電体において当該基準信号の検出が可能となるよう初期レベル（例えばそれらの最大利得）に初期設定される。この基準信号が或る導電体対において検出されると、増幅器の利得は、当該基準信号のレベルがその元の値にほぼ回復するように調整される。１つ又は複数の実施形態において、これら増幅器は、ビデオ信号の伝送状態にあるケーブルにおける周波数応答損失の逆でかつこの損失の補償をなす周波数応答を呈するように構成される。
【００１３】
以下、従来技術に対しての本発明の他の目的、特徴及び効果を、添付図面を参照して図面の詳細な説明により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、ツイストペアケーブルのような導電体により伝送されるビデオ信号における挿入損失の補償をなすための方法及び装置を有する。以下の説明では、本発明の十分な説明を提供するために数多くの特定の細部が述べられている。しかし、当業者にとっては、本発明がこうした特定の細部を伴うことなく実用化することができることが分かる筈である。他の例においては、本発明を不明瞭にしないよう周知の特徴事項は詳述していない。
【００１５】
１つ又は複数の実施形態において、本発明は、例えばＣＡＴ５又はこれと同様のツイストペアケーブルを含む導電体の長距離に渡り、例えばコンポジットビデオ、Ｓビデオ、コンピュータビデオ及び他の高解像度ビデオなどのビデオ信号の通信を可能とする送信機及び受信機を有する。
【００１６】
１つ又は複数の実施形態において、受信機により受信されたビデオ信号の再生は、基準信号を用いて遂行される。１つ又は複数の実施形態において、この基準信号は、ビデオ信号のブランキング期間の間にビデオ信号に送信機により付加される周期的なパルス信号である。１つ又は複数の実施形態において、入力ビデオ信号から発生される改変された（標準化された）水平又は垂直同期信号が基準信号として用いられる。基準信号は、送信機により各ビデオ成分信号に付加される。受信機がケーブルを介して送信機に接続される場合、受信機は、ビデオ成分信号における基準信号の存在を最初に検出する。１つ又は複数の実施形態において、受信機は、当該信号の検出のために初期レベルに調整される信号成分毎の可変利得増幅器を含む。１つ又は複数の実施形態において、この初期レベルは、増幅器の最大利得である。これら実施形態において、ビデオ信号成分の増幅器利得は、その信号成分における基準信号の存在が検出されるまでその最大値を維持する。基準信号が検出されると、増幅器利得は、所望のレベル、例えば元の基準信号のレベルにその基準信号が回復するまで調整される。１つ又は複数の実施形態において、これら増幅器は、ビデオ信号の伝送状態にあるケーブルによる周波数応答損失の逆でかつこの損失を補償する周波数応答を呈するように構成される。
【００１７】
図１には、本発明を実現するビデオ伝送システムの実施形態が示される。図１のビデオ伝送システムは、ビデオソース１０２、ケーブル１０３、送信機１０４、ツイストペアケーブル１０６、受信機１０８、ケーブル１０９及び目的装置１１０を有する。ケーブル１０３は、ビデオソース１０２から送信機１０４へビデオ信号（該当する場合はビデオ及びオーディオ信号）を接続する。ケーブル１０３は、ビデオソース１０２により発生された当該種類のビデオ信号を送信機１０４へ接続するための当業界において知られた何らかの適切な導電体を有することができる。送信機１０４は、異なる入力信号フォーマットを受け付けるための多数の入力端子を有する。例えば、送信機１０４は、コンポジットビデオ信号、Ｓビデオ信号、ディジタルビデオ信号、ＲＧＢコンポーネントビデオ信号などを受け付けるためのコネクタを有することができる。送信機１０４は、例えばＲＣＡ入力ジャックのような標準のオーディオコネクタを有してもよい。
【００１８】
１つ又は複数の実施形態において、ツイストペアケーブル１０６は、複数のツイストペア導電体の束を有するケーブルを有する。例えば、ツイストペアケーブル１０６は、４対のツイスト式導電体を有し、送信機及び受信機においてそれぞれ対応するメス型ＲＪ−４５コネクタと接続する標準のオス型ＲＪ−４５コネクタで終端するＣＡＴ５又はこれと同様のケーブルを有することができる。これら対のツイスト式導電体は、例えば図２及び図３に示すように割り当てることが可能である。
【００１９】
本発明の具体的実施形態は、一例のビデオ入力信号フォーマットとしてのＲＧＢＨＶとビデオ信号が伝送される一例の導電体としてのＣＡＴ５ケーブルとを用いて説明される。但し、当業者であれば、本発明はＲＧＢＨＶ及びＣＡＴ５ケーブルに限定されず、他のビデオフォーマット及び他のケーブルタイプも用いることができることは明らかである。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態による図１の送信機１０４の構成を示すブロック図である。図４に示される実施形態において、送信機１０４は、個別のビデオ入力信号及び同期入力信号を有するビデオソース信号を受信する。例えば、このビデオ入力ソース信号がＲＧＢＨＶフォーマットの場合、ビデオ入力信号はＲ，Ｇ及びＢ信号を有するとともに、同期入力信号はＨ及びＶ同期信号を有する。他の実施形態においては、これら同期信号は、ビデオ成分信号のうちの１つ又は複数と組み合わせることが可能である。
【００２１】
同期情報がビデオ成分信号（例えばＳビデオ、コンポーネントビデオ、又は組み合わされた同期信号を持つＲＧＢビデオ）の１つ又は複数と組み合わされているビデオフォーマットを用いる実施形態では、同期信号は、入力ビデオ成分信号の１つ又は複数から検出及び抽出され、その後に、同期情報を供給する他に信号補償をなすための基準信号を供給するためにビデオ成分の１つ又は複数と再合成されるようにすることができる。
【００２２】
図４のＲＧＢＨＶの実施形態では、送信機１０４は、水平同期入力端子４３１Ｈ及び垂直同期入力端子４３１Ｖと、赤，緑及び青ビデオ入力端子４０１Ｒ，４０１Ｇ及び４０１Ｂと、入力増幅器４１０Ｒ，４１０Ｇ及び４１０Ｂと、バックポーチクランプ（ＢＰＣ）発生器４３０と、オフセット補正回路４４０Ｒ，４４０Ｇ及び４４０Ｂと、単極性パルス変換器４５０Ｈ及び４５０Ｖと、差動出力増幅器４６０Ｒ，４６０Ｇ及び４６０Ｂと、差動出力端子４０２Ｒ，４０２Ｇ及び４０２Ｂとを有する。送信機１０４はまた、局部ビデオモニタ出力信号を供給する入力信号（図示せず）毎の局部出力増幅器を含んでもよい。
【００２３】
入力増幅器４１０は、ビデオ入力端子４０１から入力ビデオ信号を受信し、単極性パルス変換器４５０は、同期入力端子４３１から同期入力信号を受信する。１つ又は複数の実施形態において、ビデオ成分信号毎に個別の増幅器が用いられる。例えば、ＲＧＢＨＶ入力信号に関する実施形態では、ビデオ成分に対して３つ（Ｒ，Ｇ及びＢ成分各々につき１つ）の入力増幅器４１０と、同期信号に対して２つ（Ｈ及びＶ同期信号各々につき１つ）の単極性パルス変換器４５０が用いられる。
【００２４】
入力増幅器４１０は、当該ソースビデオ信号におけるＤＣオフセットを検出し補償するために水平同期ＢＰＣ発生器４３０及びオフセット補正回路４４０と連係して用いられる。図４の実施形態では、オフセット補正回路４４０は、ＢＰＣ発生器４３０からのバックポーチクランプ信号及び入力増幅器４１０からの増幅されたビデオソース信号を用いて各ビデオ成分のＤＣオフセットを測定する。オフセット補正回路４４０は、各ビデオ成分に対して、当該成分のための対応する入力増幅器４１０を有するフィードバックループを介して補償をかける。
【００２５】
水平同期信号４３１Ｈ及び垂直同期信号４３１Ｖは、単極性パルス変換器４５０に接続される。単極性パルス変換器４５０は、送信機１０４により出力される同期信号が入力の極性にかかわらず常に同じ極性であることを保証する。図５には、単極性パルス変換器４５０の実施例が示される。
【００２６】
図５の実施形態において、単極性パルス変換器４５０は、受信した同期入力信号を処理する２つの排他的ＯＲゲート（例えば５１０及び５２０）を有する。初期時において、同期入力信号５０１（例えば４３１Ｈ及び４３１Ｖ）は、ゲート５１０においてグランドと排他的ＯＲがとられ、その後にゲート５１０の出力がローパスフィルタ５３０（１つ又は複数の実施形態では抵抗及びキャパシタの回路を有する）においてフィルタ処理され、極性補正された同期出力信号５０２を発生するようゲート５２０においてそのゲート出力（すなわち、フィルタ処理されていないゲート５１０の出力）との排他的ＯＲがとられる。
【００２７】
１つ又は複数の実施形態において、標準化された水平同期信号（図４では「ＨＳＹＮＣＰ」として識別される）は、水平同期信号及び基準パルス信号の双方として用いられる。これらの実施形態では、ＨＳＹＮＣＰは、ビデオ信号成分の各々に同時に導入される。また、垂直同期信号（図４では「ＶＳＹＮＣＰ」）は、垂直同期情報を受信機に伝達するようにビデオ成分のうちの１つに加えられる。
【００２８】
図４の実施形態において、赤ビデオ成分信号は、垂直同期情報を伝達するために用いられる。ＨＳＹＮＣＰは、ノード４５２においてＶＳＹＮＣＰと足し合わされ、差動出力増幅器４６０Ｒにおいて赤ビデオ成分信号から減ぜられる（負入力端子に加えられる）。ＨＳＹＮＣＰは、差動出力増幅器４６０Ｇにおいて緑ビデオ成分から減ぜられ、ＨＳＹＮＣＰは、差動出力増幅器４６０Ｂにおいて青ビデオ成分から減ぜられる。このようにして、負性基準パルスは、３つの差動ビデオ出力信号の全てに同時に加えられる。
【００２９】
差動出力増幅器４６０は、当該基準信号、同期信号（該当する場合）及びビデオ信号を受信し、対応する増幅後の差動駆動信号を差動出力端子４０２に供給する。１つ又は複数の実施形態において、差動出力端子４０２は、図２に示されるもののようなピン割り当て（ピン３及び６は、電力、ディジタル信号、及び／又はオーディオ信号の伝送のために用いることができる）を用いたメス型ＲＪ−４５コネクタを有する。差動出力端子４０２は、図１のツイストペアケーブル１０６を介して受信機１０８に接続可能である。
【００３０】
受信機１０８は、ツイストペアケーブル１０６を介して送信機１０４から差動ビデオ信号を受信する。受信機１０８は、挿入損失（１つ又は複数の実施形態においてはこれに加えスキュー）について補償するように差動ビデオ信号を処理し、その補償したビデオ信号をプロジェクタ１１０などの目的装置に出力する。図６は、本発明の実施形態による受信機１０８のブロック図である。
【００３１】
図６の実施形態において、受信機１０８は、可変利得増幅器６１０Ｒ，６１０Ｇ及び６１０Ｂと、離散利得増幅器６２０Ｒ，６２０Ｇ及び６２０Ｂと、スキュー調整回路６３０と、ビデオ出力増幅器６４０Ｒ，６４０Ｇ及び６４０Ｂと、ＤＣオフセット補償回路６２２Ｒ，６２２Ｂ及び６２２Ｇと、水平同期検出器６５０Ｈ及び垂直同期検出器６５０Ｖとを有する。受信機１０８は、他の受信機と縦続接続するために当該入力信号のバッファ処理バージョン及び／又は増幅バージョンを出力する差動出力端子（図示せず）を含むようにしてもよい。
【００３２】
差動ビデオ入力信号６０１（例えば６０１Ｒ，６０１Ｇ及び６０１Ｂ）は、それぞれの可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０に接続される。各可変利得増幅器６１０は、ツイストペアケーブル１０６による送信機１０４から受信機１０８への信号の通信に起因する挿入損失について差動入力ビデオ信号の対応するものを補償するように、対応する離散利得増幅器６２０と共に動作する。１つ又は複数の実施形態において、各可変利得増幅器６１０は、ゼロ（０）から最大値（Ｋ）の範囲にわたる制御可能な可変利得量を与えることが可能であり、各離散利得増幅器６２０は、Ｋの制御可能な離散した倍数（例えば０Ｋ，１Ｋ，２Ｋなど）で増幅する。可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０は共に、可変利得増幅器６１０の最大利得と離散利得増幅器６２０の最大利得との和に等しい増幅範囲に渡り制御可能な可変利得量を供給する。１つ又は複数の実施形態において、Ｋは、既知の長さ（例えば約９１．４４ｍ（３００フィート））のケーブルによる信号損失について補償するのに通常必要な利得の量を表している。
【００３３】
可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０により与えられる利得の総量は、ツイストペアケーブル１０６の長さに基づいて選択可能であり、或いは自動的に制御されるようにしてもよい。可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０により与えられる利得量は、例えば、送信機１０４から受信されるビデオ信号に含まれる基準信号の実際の期待される信号強度に基づいて適用されるべき利得の適量を判定するマイクロコントローラを用いて制御されるようにしてもよい。これについては以下で詳しく説明する。
【００３４】
図８は、本発明の一実施形態における可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０の実施形態を示している。図８は、単一のビデオ信号成分、すなわちＲＧＢ信号の赤色成分（図８ではＲＸとして示される）の可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０を示している。但し、１つ又は複数の実施形態において、各色成分には、例えば図６において示されるように、自分の可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０が与えられることを理解されたい。
【００３５】
図８の実施形態において、可変利得増幅器６１０は、ゼロから最大利得（ここでは文字「Ｋ」によって表される）までの初期増幅範囲に渡り増幅をなす。離散利得増幅器６２０は、Ｋの倍数で、選択可能な離散利得量を供給する。例えば、図８の実施形態において、離散利得増幅器６２０は、０Ｋ，１Ｋ，２Ｋ，３Ｋ又は４Ｋの量の選択可能な利得を供給する。共に、可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０は、０から５Ｋの範囲に渡り連続的に可変の利得を供給する。
【００３６】
図８の実施形態において、可変利得増幅器６１０は、固定利得増幅回路（ＦＧＡ；ｆｉｘｅｄ  ｇａｉｎ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ）８５０と、可変利得増幅回路（ＶＧＡ；ｖａｒｉａｂｌｅ  ｇａｉｎ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ）８４０と、補償回路８４２とを有する。ＶＧＡ８４０及びＦＧＡ８５０は、両方とも差動入力信号ＲＸ（＋ｖｅ）８０１Ｐ及びＲＸ（−ｖｅ）８０１Ｎに接続される。この接続は、伝送ラインの平衡が崩れることを防止するため、差動ラインバッファ（例えば「８１０」）を介したものとすることができる。ＦＧＡ８５０は、差動ビデオ入力信号を固定利得によりシングルエンド出力に変換する。ＶＧＡ８４０は、制御可能な（ＤＣ及びＡＣ補償）可変利得量を差動ビデオ入力信号に付加する。ＦＧＡ８５０及びＶＧＡ８４０の出力は、ノード８４３において足し合わされる。結果として得られる合算信号は、ノード８４５から離散利得増幅器６２０の入力に供給される。
【００３７】
ＶＧＡ８４０により与えられる利得の量は、例えばマイクロコントローラにより供給される微調利得制御信号８０５によって制御される。補償回路８４２は、ＶＧＡ８４０の所望の周波数応答を設定するために用いられる。補償回路８４２の実施形態は、図９Ａに示される。ＶＧＡ８４０の微調利得制御は、０ｍ（０フィート）からＮｍ（Ｎフィート）（例えば９１．４４ｍ（３００フィート））のケーブル長におけるＤＣ及びＡＣ信号損失の双方について補償をなす。
【００３８】
図９Ａは、補償回路８４２が電圧制御型利得増幅器９６０に接続される実施形態を示している。図９Ａの実施形態において、補償回路８４２は、電圧制御型利得増幅器９６０の利得設定入力に接続される。補償回路８４２は、利得設定抵抗器９５０と、電圧制御型利得増幅器９６０の当該利得設定入力に接続される１つ又は複数の直列接続された抵抗器／キャパシタ対（すなわち、「９１０」，「９２０」，「９３０」及び「９４０」）とを有する。利得設定抵抗器９５０は、当該増幅器のＤＣ利得補償を設定するとともに、抵抗器／キャパシタ対９１０〜９４０は、極（ＡＣ利得）を設定し、これにより当該増幅回路の伝達関数を形成する。図９の実施形態では、４つの極設定抵抗器／キャパシタ対が用いられているが、必要とされる伝達関数の形態に応じてこれより多い数又は少ない数のものを用いてもよい。１つ又は複数の実施形態において、抵抗器及びキャパシタの値は、当該増幅器の周波数応答がビデオ信号の伝送状態にあるケーブルの周波数応答とは逆に対応するように、そして微調利得制御が最大値に設定されているときに、全体の最大ｄＢ利得（例えば「Ｋ」）が、用いられている所定の長さの当該タイプのケーブル（例えば３００フィートのＣＡＴ５ケーブル）に対して想定される信号損失について補償するように選定される。「Ｋ」の値（及び周波数応答）は、測定により決定可能であり、或いは、例えば図１１に示されるＣＡＴ５ケーブルの周波数応答のような当該ケーブルの既知の特性に基づいて推定することも可能である。
【００３９】
図８に戻りこれを参照すると、可変利得増幅器６１０により与えられる最大利得「Ｋ」が９１．４４ｍ（３００フィート）のＣＡＴ５ケーブルにより呈される挿入損失に一致する場合、可変利得増幅器６１０は、０から９１．４４ｍ（３００フィート）のＣＡＴ５ケーブルに対応する可変信号補償をなすことができる。可変利得増幅器６１０により与えられる（例えば０ないし９１．４４ｍ（３００フィート）長のＣＡＴ５ケーブルについての）０ないしＫにおける利得の量は、微調利得制御信号８０５により制御される（詳細は以下に説明する）。これよりも長い長さのケーブルに対しては、付加的な信号増幅が必要とされる。図８の実施形態において、そうした付加的信号増幅は、離散利得増幅器６２０によって行われる。
【００４０】
離散利得増幅器６２０は、「Ｋ」の離散量で、より長いライン長に対する付加的補償を行う。例えば、１３７．１６ｍ（４５０フィート）のケーブル長については、全補償の１．５Ｋが必要である。この場合、離散利得増幅器６２０は、１Ｋ（９１．４４ｍ（３００フィート））の補償をなすとともに、可変利得増幅器６１０は、残りの０．５Ｋ（４５．７２ｍ（１５０フィート）の補償をなす。
【００４１】
図８の実施形態において、離散利得増幅器６２０は、マルチプレクサ８２０と、ゼロ利得バッファ８０３と、複数（複数ステージ）の固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５とを有する。各補償回路は、可変利得増幅器６１０により与えられる最大利得量に概して等しく、概して同じ周波数特性を有する固定利得量（例えば「Ｋ」）を与える。図９Ｂは、図８の固定利得補償回路（固定利得ステージ）８０６，８０９，８１２及び８１５に包含される固定補償ネットワークを示している。この補償ネットワークは、増幅器９８２のフィードバックループに配置される。この固定利得補償ネットワークは、利得設定抵抗器９８０と、増幅器９８２の反転入力とグランドとの間に並列に接続される直列接続された１つ又は複数の抵抗器／キャパシタ対（すなわち、「９７２」，「９７４」，「９７６」及び「９７８」）とを有する。利得設定抵抗器９８０は固定ＤＣ利得を設定するとともに、抵抗器／キャパシタ対は極を設定し、これにより、利得補償の固定量（例えば「Ｋ」）について当該増幅回路の伝達関数を形成する。これら補償回路は、縦続接続され、各後続の補償回路の出力は、マルチプレクサ８２０の入力の１つに接続される。１つ又は複数の実施形態において、図９Ｂの増幅回路は、固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５の各々に対して用いられる。
【００４２】
図８の実施形態では、マルチプレクサ８２０の入力８３１は、ゼロ利得バッファ８０３の出力（すなわち、可変利得増幅器６１０からのバッファ処理された出力信号）に接続される。入力８３２は、固定利得補償回路８０６の出力（すなわち、固定利得補償回路８０６により増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続される。入力８３３は、固定利得補償回路８０９の出力（すなわち、固定利得補償回路８０６及び８０９により増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続される。入力８３４は、固定利得補償回路８１２の出力（すなわち、固定利得補償回路８０６，８０９及び８１２により増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続される。入力８３５は、固定利得補償回路８１５の出力（すなわち、固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５により増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続される。Ｋが各補償回路により与えられる利得の量である場合、可変利得増幅器６１０からの出力信号に与えられる付加的（増分の）利得は、入力８３１，８３２，８３３，８３４又は８３５のどれが選択されるかに応じて０Ｋ，１Ｋ，２Ｋ，３Ｋ又は４Ｋとなる。可変利得増幅器６１０により与えられる利得の量が「Ｊ」（すなわち、０とＫとの間の値）である場合、可変利得増幅器６１０及び離散利得増幅器６２０により与えられる利得の総量は、入力８３１，８３２，８３３，８３４又は８３５のどれが選択されるかに応じて、Ｊ，Ｊ＋Ｋ，Ｊ＋２Ｋ，Ｊ＋３Ｋ又はＪ＋４Ｋとなる。
【００４３】
図８の実施形態において、固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５の各々により与えられる補償の固定量は、可変利得増幅器６１０により与えられる最大補償に概ね等しい。但し、当業者には、固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５の各々により与えられる補償の量を可変利得増幅器６１０により与えられる最大値よりも大きく又は小さくすることができることは明らかである。さらに、固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５の各々により行われる補償の離散量は同じである必要がない。
【００４４】
マルチプレクサ８２０の出力８０２への入力８３１，８３２，８３３，８３４又は８３５のいずれかの接続も、粗調利得選択信号８０７により制御される。１つ又は複数の実施形態において、粗調利得選択信号８０７は、マイクロコントローラにより発生され、このコントローラは、粗調利得選択信号８０７及び微調利得制御信号８０５を、以下に図１０について説明するように送信機から受信されたビデオ信号において検出されるような基準信号における実際の損失に基づいて、判定する。
【００４５】
「Ｋ」が９１．４４ｍ（３００フィート）のＣＡＴ５ケーブルにより呈される損失（ｄＢによる）に対応する補償の量である場合、可変利得増幅器６１０により与えられる最大の補償が「Ｋ」である場合、並びに各固定利得補償回路８０６，８０９，８１２及び８１５が固定量「Ｋ」の補償をなす場合、図８の実施形態は、ゼロ（０）から４５７．２ｍ（１５００フィート）のＣＡＴ５ケーブルにより伝送されるビデオに対する挿入損失の補償をなすよう可変補償を行う。
【００４６】
図１０は、本発明の実施形態による微調及び粗調利得選択信号の判定のための回路を示している。利得選択は、受信機に送信されたビデオ成分信号に送信機により付加された基準信号における損失を測定することを含む。１つ又は複数の実施形態において、受信機により受信されたビデオ成分信号の１つにおける基準信号により呈される損失が判定され、その基準信号をその元のレベルに回復させるのに必要な適切な補償量が計算される。そして、その補償量は全ての色成分信号に適用される。他の実施形態において、損失量及び対応する補償量は、ビデオ信号成分毎に個別に判定されるようにしてもよい。
【００４７】
図１０の実施形態において、レベル比較器１０１８は、基準信号が所望の値に回復するのに必要な補償量を測定するために、サンプリングタイミング発生器１０３０、サンプラ１０６０及びマイクロコントローラ１０１４と連係して用いられる。サンプラ１０６０は、サンプリングタイミング発生器１０３０により供給されるゲーティング情報を用いて基準信号の立ち上がり（立ち下り）エッジの間の短い期間（例えば５０ｎｓ）において、受信機における基準信号（出力増幅器１０４０の入力における同期基準パルス）をサンプリングする。比較器１０１８は、その正入力端子においてそのサンプリングされた信号１００２を受信し、それをその負入力端子に接続された基準電圧レベル（−ＶＲｅｆ）１００３と比較する。この比較により、ＤＣレベルとＡＣステップ応答の差を発生する。比較器１０１８の出力は、Ｄ型レジスタ１０１６のクロック入力に接続するＴＴＬレベル信号である。マイクロコントローラ１０１４は、Ｄ型レジスタ１０１６をリセットし、レジスタ１０１６の出力（すなわちＱ）を監視する。比較器１０１８の出力信号のレベルが足りているものであると、レジスタ１０１６をクロック応答動作させ、基準信号のレベルが所望の（概して元の）レベル以上にあることをマイクロコントローラ１０１４に示す。比較器１０１８の出力がレジスタ１０１６をクロック応答動作させるのに足りない場合、マイクロコントローラ１０１４は、ビデオ成分信号に増加させた量の補償をなすよう離散利得増幅器６２０及び可変利得増幅器６１０に指令する。比較器１０１８の出力がレジスタ１０１６をクロック応答動作させるのに足りている場合、１つ又は複数の実施形態では、マイクロコントローラ１０１４は、比較器１０１８の出力がレジスタ１０１６をクロック応答動作させるのに丁度足りるところのポイントが見つかるまで、付加的に（増分を）減少させた補償量を供給するよう離散利得増幅器６２０及び可変利得増幅器６１０に指令する。
【００４８】
図１０の実施形態では、マイクロコントローラ１０１４は、適用すべき総補償量を判定するためにソフトウェアアルゴリズムを用い、所望の総補償量を得るために、離散利得増幅器６２０において用いるべき補償回路の数及び可変利得増幅器６１０によってなすべき付加的な（増分の）補償の量を決定することができる。マイクロコントローラは、対応する粗調利得選択信号８０７を離散利得増幅器６２０に送り、対応する微調利得制御信号を可変利得増幅器６１０に供給するようディジタルポテンショメータ１０１２に指示する。１つ又は複数の実施形態において、マイクロコントローラ１０１４は、利得を初期レベル（これは最大利得とすることができる）に初期設定し、それを基準信号が回復されるまで増加又は減少させる。これは、Ｄ型レジスタ１０１６をクロック応答動作せる比較器１０１８によって示される。１つ又は複数の実施形態において、信号補償が必要とされる時期を判定するために基準信号が連続的に監視される。したがって、ビデオ信号が送信機から受信機へ送信されるケーブルが変更され切り替えられた場合、或いは他の何らかの理由により挿入損失が変わった場合、その挿入損失は自動的に補償されることになる。
【００４９】
図６に戻りこれを参照すると、ビデオ成分が挿入損失について補償された後、ビデオ信号は、スキュー調整回路６３０を用いてスキューに対し補償され、ＤＣオフセット補償回路６２２を用いてＤＣオフセットに対し補償されるようにしてもよい。
【００５０】
１つ又は複数の実施形態において、スキュー調整は、各ビデオ出力成分における基準信号を検出し、ビデオ信号成分の中のスキュー遅延の量を判定し、検出したスキューを排除するよう各成分に適用すべき遅延の量を判定することで達成することができる。スキュー調整回路の例は、”Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｓｋｅｗ  Ｉｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｏｖｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”と題された同時係属の米国特許出願第１１／３０９１２０号に記述されており、その明細書は参照によりここに組み入れられる。
【００５１】
ＤＣオフセット補償は、スキュー調整回路６３０及びビデオ出力増幅器６４０前後のフィードバックループを有するオフセット補償回路６２２（すなわち、６２２Ｂ，６２２Ｇ又は６２２Ｒ）を用いて行うことができる。各対応する色成分信号に対するＤＣオフセット補償回路６２２は、ビデオ出力増幅器６４０の対応する出力における（グランドからの）信号オフセットを測定し、受信機の回路そのものにより生じたＤＣオフセットの割合を占める対応の補正信号を発生する。図６の実施形態では、各ＤＣオフセット補正信号は、フィードバックし、対応の合算ノード６２４において、（対応の離散利得増幅器６２０からの）対応の利得補償されたビデオ信号成分と合算する。
【００５２】
出力信号６０２Ｒ，６０２Ｇ及び６０２Ｂは、それぞれのビデオ出力増幅器（出力ステージ）６４０Ｒ，６４０Ｇ及び６４０Ｂによりビデオ信号成分から適正な基準信号及び／又は同期信号を取り除くことにより発生される。１つ又は複数の実施形態において、ビデオ出力増幅器（出力ステージ）６４０は、同期期間中にビデオ出力を接地するスイッチを有する。垂直同期（例えば「６３０Ｖ」）又は水平同期（例えば「６０３Ｈ」）のパルスがビデオ成分信号にとって高い場合、ビデオ出力（すなわち「６０２」）は、グランドに切り換えられ、そうでない場合、ビデオ出力は、スキュー調整回路６３０の対応のビデオ信号出力に切り換えられる。本発明において用いられるスイッチ装置の実施形態は、図７に示される。他の非ＲＧＢＨＶビデオフォーマットにおいて、同期信号が取り除かれないようにしてもよいし、これに付加的又は代替的に、伝送中のビデオフォーマットを再構成するよう同期信号を特定のビデオ成分に付加するようにしてもよい。
【００５３】
図７において、ＲＸ７０１は、スキュー調整回路６３０の出力からのビデオソースであり、Ｒｙ７０２は、取り除かれたビデオ出力である。垂直同期除去信号（すなわちＶＳｙｎｃ）は、スイッチ７１０の「選択」（Ｓｅｌｅｃｔ）信号を発生するよう水平同期除去信号（すなわちＨＳｙｎｃ）とＯＲがとられる。１つ又は複数の実施形態において、垂直及び水平同期除去信号は、水平同期検出器６５０Ｈ及び垂直同期検出器６５０Ｖ（図６に示される）からの同期信号を検出する回路によりビデオ出力増幅器（出力ステージ）６４０に供給される。選択信号が真（「Ｔ」）である場合、ビデオ出力Ｒｙ７０２は、スイッチ７１０を介してグランドに接続されて同期パルスを除去する。そうでない場合、すなわち選択信号が偽（「Ｆ」）である場合、ビデオ出力ＲＹ７０２は入力信号ＲＸ７０１に接続される。
【００５４】
図６の実施形態において、同期パルスは、スキュー調整回路６３０の対応の出力における適切な色成分信号（例えば垂直同期信号に対しては赤（すなわちＲｙ）成分、及び水平同期信号に対しては青（すなわちＢｙ）を適正な基準電圧レベルに対して比較することによって検出される。比較器は、このような比較のために用いることが可能である。したがって、図６の実施形態では、垂直同期信号は、スキュー調整回路６３０のＲｙ出力が基準電圧閾値レベルＶＲＥＦに合致するときに垂直同期検出器６５０Ｖにより発生され、水平同期信号は、スキュー調整回路６３０のＢｙ出力が基準電圧閾値レベルＨＲＥＦに合致するときに水平同期検出器６５０Ｈにより発生される。
【００５５】
かくして、導電体により伝送されるビデオにおける挿入損失の自動的な補償のための新規な補償方法及びシステムを説明した。なお、上述した構成の装置及び方法は、本発明の原理の応用例を例示したものに過ぎず、請求項に規定されるような本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく数多くの他の実施形態及び変形形態がなされうることに留意されたい。例えば、ツイストペア導電体により伝送される３つの色成分を有するビデオ信号について具体的実施形態を述べてきたが、当業者には理解されるように、任意の数又は種類の導電体により伝送される任意の種類の信号と共に本発明を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による長距離ツイストペア伝送装置の図である。
【図２】本発明の実施形態による様々なビデオフォーマットのためのツイストペアケーブル１０６の導電体の割り当ての図である。
【図３】本発明の実施形態によるビデオのためのツイストペアケーブル１０６の導電体の割り当ての図である。
【図４】本発明の実施形態による送信機１０４の構成のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態による極性変換器の図である。
【図６】本発明の実施形態による受信機１０８の構成のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態による同期除去回路の図である。
【図８】本発明の実施形態による補償回路の図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による可変型ＡＣ及びＤＣ補償回路の図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による固定型ＡＣ及びＤＣ補償回路の図である。
【図１０】本発明の実施形態による微調及び粗調利得選択信号の判定のための回路の図である。
【図１１】一例の約４５７ｍ（１５００フィート）長のＣＡＴ５ケーブルの周波数応答のグラフである。
【図１】
2008005486.tif 000003
【図２】
2008005486.tif 000004
【図３】
2008005486.tif 000005
【図４】
2008005486.tif 000006
【図５】
2008005486.tif 000007
【図６】
2008005486.tif 000008
【図７】
2008005486.tif 000009
【図８】
2008005486.tif 000010
【図９Ａ】
2008005486.tif 000011
【図９Ｂ】
2008005486.tif 000012
【図１０】
2008005486.tif 000013
【図１１】
2008005486.tif 000014