(57)【要約】  ビデオ品質を維持しながら様々な長さのツイストペアケーブルにわたって高周波ビデオ信号を送受信することができるシステムが提示される。本システムは、ツイストペアケーブル上で共に結合された送信機及び受信機タンデムを含む。各ビデオ成分は、送信機において基準信号と混成されて、ツイストペアケーブル上を差動的に駆動される。ツイストペアケーブルにおいて信号を検出すると、受信機は、基準信号の既知の特性が得られるまで、自己の内部利得を調整する。次に、受信機は、スキュー＆ＤＣオフセットを調整する。従って、受信機は、ビデオ品質の劣化を自動的に測定して、送信機と受信機との間の伝送によって主に引き起こされる蓄積された劣化に関してビデオ信号を適切に補償することができる。補償されたビデオは、その後、ビデオ表示デバイスに提供することができる。
2010511310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための装置であって、
複数のツイストペア導電体を有するケーブルと、
ソースから第１ビデオ信号を受け取るように構成された第１コネクタと、前記ケーブルの第１端部に結合可能であるように構成された第２コネクタとを有し、前記第１ビデオ信号と既知の特性を有する基準信号とを含む第２ビデオ信号を前記ケーブル上に供給するように構成された送信機と、
前記送信機から前記第２ビデオ信号を受け取るために、前記ケーブルの第２端部に結合可能であるように構成された第３コネクタを有する受信機と、
を備え、
前記受信機が、前記第２ビデオ信号における前記基準信号の既知の特性を自動的に再生成し、これにより前記第１ビデオ信号を復元するように構成された第２補償回路を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１ビデオ信号が、フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１ビデオ信号の少なくとも１つの成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビデオ信号が少なくとも１つの同期信号を更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１ビデオ信号が、フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分と少なくとも１つの同期信号とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１補償回路が、
オフセット補正フィードバック回路を利用して前記第１ビデオ信号成分内のＤＣオフセットを除去する、前記フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分の各々に対する入力増幅器回路と、
前記少なくとも１つの同期信号の極性を保証するように構成された極性変換器回路と、
前記第２ビデオ信号を生成するように構成された差動増幅器駆動回路と、
を備え、
前記差動増幅器駆動回路の正端子が前記入力増幅器回路に対するものであり、前記差動増幅器駆動回路の負端子が、前記同期信号に結合された前記極性変換器回路の出力に結合されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２ビデオ信号が、前記複数のツイストペア導電体の各ペアに対して差動ドライブ信号のペアを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２補償回路が、
ＤＣ及びＡＣ調整のための可変利得増幅器回路と、
スキュー補償のためのスキュー調整回路と、
前記第２ビデオ信号を自動補正して前記第１ビデオ信号を再生成するために前記可変利得増幅器回路及び前記スキュー調整回路を制御するコントローラ回路と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための装置であって、
複数のツイストペア導電体を有するケーブルと、
ソースから複数のビデオ成分信号及び少なくとも１つの同期信号を受け取るように構成された第１コネクタを有する送信機と、
を備え、
前記送信機が、前記ケーブルの第１端部に結合するように構成された第２コネクタを有し、且つ前記複数のビデオ成分信号の各々及び前記少なくとも１つの同期信号から差動ビデオ信号のペアを生成するように構成された第１補償回路を有し、前記差動ビデオ信号の各ペアが、前記複数のツイストペア導電体の１つのペアを駆動し、
前記装置が更に、
前記送信機から前記差動ビデオ信号を受け取るために前記ケーブルの第２端部に結合するように構成された第３コネクタを有する受信機を備え、
前記受信機が、前記ケーブル上で前記差動ビデオ信号を検出したときに前記第１ビデオ信号の完全な復元を達成するように自動的に調整する第２補償回路を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記複数のビデオ信号成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１補償回路が、
オフセット補正フィードバック回路を利用してＤＣオフセットの除去する、前記複数のビデオ成分信号の各々に対する入力増幅器回路と、
前記少なくとも１つの同期信号の極性を保証するように構成された極性変換器回路と、
前記入力増幅器回路及び前記極性変換器回路の出力の合計に結合された差動増幅器駆動回路と、
を含み、
前記差動増幅器駆動回路が、前記差動ビデオ信号を生成するように構成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２補償回路が、
ＤＣ及びＡＣ調整のための可変利得増幅器回路と、
スキュー補償のためのスキュー調整回路と、
前記差動ビデオ信号を自動補正して前記第１ビデオ信号を再生成するために、前記可変利得増幅器回路及び前記スキュー調整回路を制御するコントローラ回路と、
を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための方法であって、
ソースから複数のビデオ成分信号及び少なくとも１つの同期信号を受け取る段階と、
前記複数のビデオ成分信号の各々及び前記少なくとも１つの同期信号から、複数のツイストペア導電体のうちの１つのペアを駆動する差動ビデオ信号のペアを生成する段階と、
前記複数のツイストペア導電体上で前記差動ビデオ信号のペアの存在を検出する段階と、
前記ケーブル上で前記差動ビデオ信号を検出したときに前記差動ビデオ信号を自動的に調整して前記第１ビデオ信号の完全な復元を達成するように補償の受け取り及び適用を行う段階と、
を含む方法。
【請求項１４】
前記差動ビデオ信号のペアの存在を検出する段階が、
受信機回路のループ利得を最大値から始めて固定同期パルスレベルが検出されるまで調整する段階を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のビデオ信号成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
ツイストペア導電体上で伝送されるビデオを受け取るための装置であって、
ソースにおいて既知の特性を有する基準信号を各々が含む複数の成分を有するビデオ信号を受け取るため、ツイストペアケーブルバンドルに結合可能であるように構成されたコネクタと、
前記コネクタに結合され、前記コネクタにおいて前記基準信号を自動的に検出して、前記ビデオ信号の複数の成分の各々における前記基準信号の既知の特性を復元するように構成された第１補償回路と、
前記第１補償回路に結合され、前記複数の成分における前記基準信号を自動的に時間整合するように構成され、更にビデオ出力コネクタに結合されたスキュー補償回路と、
前記スキュー補償回路に結合され、接地に対して前記ビデオ信号を自動的にクランプするように構成されたフィードバック補償回路と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記ビデオ信号の複数の成分が、
ＲＧＢビデオの赤成分と、
前記ＲＧＢビデオの緑成分と、
前記ＲＧＢビデオの青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ビデオ信号が少なくとも１つの同期信号を更に含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１補償回路が、
前記複数の成分の各々に対する可変利得増幅器回路と、
前記可変利得増幅器回路に結合された処理ユニットと、
を含み、
前記処理ユニットが、前記ツイストペアケーブル上での伝送に起因する前記基準信号の損失を求め、前記可変利得増幅器回路に前記損失を補償する利得を命令するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記損失を補償するための前記利得が低周波増幅及び高周波増幅を含む、
ことを特徴とする請求項１９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する。より具体的には、本発明は、ツイストペアケーブルを用いた長距離にわたるビデオの伝送に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケーブルは、ソースデバイス（例えば、ビデオカメラ又はＤＶＤプレーヤ）から対象デバイス（例えば、ビデオ表示画面）に電子ビデオ信号を搬送するために一般に使用されている１つの方法である。ビデオ伝送に一般に使用される２つのタイプのケーブルは、同軸ケーブルとツイストペアケーブルである。対象デバイスにおけるビデオ信号は、ソースデバイスによって伝送された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」とは、ビデオ信号又は他の信号がケーブルなどの伝送媒体上を伝送されるときに発生する信号劣化を示すのに用いられる用語である。挿入損失は通常、伝送ケーブルの物理特性によって引き起こされる。
【０００３】
典型的には、挿入損失はケーブルの長さに比例し、より長い伝送ケーブルは、短い長さのケーブルよりも大きな損失を示すことになる。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示す。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、設置が困難である。ツイストペアケーブルは通常、複数のツイストペアのバンドルとして製造される。例えば、「カテゴリー５（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一般的形態は、１つのケーブル内に入れられた４つの別個のツイストペアを備える。ＣＡＴ５ケーブルは、通常、８ピンのＲＪ４５コネクタで終端される。
【０００４】
挿入損失は通常、伝送ケーブルの物理特性によって引き起こされる。挿入損失は、抵抗損失（ＤＣ損失と呼ばれることもある）、並びに誘導性、容量性、及び表皮効果損失（ＡＣ損失と呼ばれることもある）を含む。ケーブルによって示されるＡＣ挿入損失は、周波数に依存する。例えば、図１１には、長さ１５００フィートのＣＡＴ５ケーブルの周波数の関数としての挿入損失が示される。図１１の実施例において、挿入損失は、一般に、周波数の増大と共に大きくなり、高周波信号の挿入損失は、１５００フィートで２．６ｄＢのＤＣ挿入損失（例えば、周波数値０における損失）よりも著しく大きい（１５００フィートのＣＡＴ−５ケーブルの場合、５０ＭＨｚで−７０ｄＢ）。
【０００５】
ビデオ信号は様々なフォーマットがある。実施例は、コンポジットビデオ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｖｉｄｅｏ）、Ｓ−ビデオ、及びＹＵＶである。各フォーマットは、色情報を表すためのカラーモデルと、ビデオ情報を伝送するのに用いられる信号の特性を定義する信号仕様とを使用する。例えば、「ＲＧＢ」カラーモデルは、色を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）成分に分離し、各色成分に対して別個の信号を伝送する。
【０００６】
色情報に加えて、ビデオ信号はまた、伝送されたビデオ信号を対象デバイスにおいて適切に表示するのに必要とされる水平及び垂直同期情報を含むことができる。水平及び垂直同期信号は、ビデオ成分信号とは別個の導電体により伝搬することができる。或いは、これらの信号は、ビデオ信号成分の１つ又はそれ以上に付加して、これらの成分と共に伝送することができる。
【０００７】
ＲＧＢビデオの場合、水平及び垂直同期情報を搬送するために複数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が含まれる。ＲＧＢＨＶでは、水平及び垂直同期信号は、別個の導電体上を各々伝搬される。従って、５つの導電体、すなわち、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つの導電体が使用される。ＲＧＢＳでは、水平及び垂直同期信号が複合同期信号に組み合わされて、１つの導電体上で送信される。ＲＧｓＢでは、複合同期信号が緑成分と組み合わされる。この組み合わせが可能となるのは、同期信号が、ビデオ信号がないときのブランキング期間中に送信されるパルスを含むことに起因する。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。ＲＧＢの１つのフォーマットから別のフォーマットに変換する従来技術のデバイスが存在する。ケーブル配線条件を軽減するために、短距離以外のいずれかの距離にわたるＲＧＢビデオ伝送において、同期信号を色成分信号の１つ又はそれ以上と組み合わされるフォーマットが一般に使用されている。
【０００８】
従って、ＲＧＢ信号は通常、赤、緑、及び青成分、並びに組み合わされた水平及び垂直同期情報の各々を伝送するために、少なくとも３本の別個のケーブルを必要とする。同軸ケーブルを使用する場合、３本の別個のケーブルが必要となる。ツイストペア導電体を使用する場合、３つのツイストペアが同様に必要となるが、単一のＣＡＴ５ケーブル（４つのツイストペアを含む）を使用してもよい。４つのペアのうちの３つは、赤、緑、及び青成分にそれぞれ使用することができる。４番目のペアは、他の信号（例えば、デジタルデータ、複合同期、及び／又は電力）の伝送に利用可能である。図２及び３は、ビデオ信号をＣＡＴ５又は同様のケーブルのツイスト導電体の４つのペアにどのように割り当てることができるかに関する実施例を示している。
【０００９】
ＣＡＴ５又は同様のケーブルでは、各導電体の各端部は通常、標準オスＲＪ−４５コネクタの８個のピンの１つに接続される。図２及び３において、第１導電体ペアがピン１及び２に対応し、第２導電体ペアがピン４及び５に対応し、第３導電体ペアがピン７及び８に対応し、第４導電体ペアがピン３及び６に対応する。ビデオ信号の伝送に３つ又はそれよりも少ない導電体ペアが使用されるビデオ信号構成では、残りの１つ又は複数の導電体ペア（例えば、ピン３及び６に対応するペア）は、他の信号の伝送及び／又は電力伝達に使用することができる。電力伝達は、デバイスの１つが外部電源から遠隔に配置されている場合に望ましいとすることができる。例えば、ソースデバイスは、電源コンセントなどの外部電源からある距離を置いて配置された電源内蔵式のラップトップコンピュータを含むことができ、一方、対象デバイスは、容易に利用可能なＡＣ電源を備えた部屋の天井に配置されたビデオプロジェクタ表示装置を含む。このような構成において、送信機を動作させるのに必要な電力は、ＡＣ電源の近くに配置された受信機からビデオ信号伝送用として割り当てられていないツイスト導電体ペアを介して搬送することができる。このような構成では、送信機は、近くに電源がなくても壁又はカウンター内部（例えば、ラップトップコンピュータの周辺）に配置することができ、従って、送信機は、近くに電源を有する可能性がより高い受信機から自己の電力を得ることができる。
【００１０】
図２は、幾つかのビデオ信号フォーマットの例示的なピン構成を示している。例えば、ＲＧＢＨＶビデオでは、図２の「ＲＧＢＨＶ」の見出し列に示すように、ピン１及び２に対応するツイストペアは、差動赤信号（すなわち、Ｒｅｄ＋及びＲｅｄ−）及び差動垂直同期信号（すなわち、Ｖ  Ｓｙｎｃ＋及びＶ  Ｓｙｎｃ−）を伝送し、ピン４及び５に対応するペアは、差動緑信号（すなわち、Ｇｒｅｅｎ＋及びＧｒｅｅｎ−）を伝送し、ピン７及び８に対応するペアは、差動青信号（すなわち、Ｂｌｕｅ＋及びＢｌｕｅ−）及び差動水平同期信号（すなわち、Ｈ  Ｓｙｎｃ＋及びＨ  Ｓｙｎｃ−）を伝送する。図２において、ピン３及び６に対応する導電体ペアは、デジタル信号及び電力の伝搬に割り当てられている。
【００１１】
ＲＧＢＳの場合（すなわち、１つの複合同期信号を有するＲＧＢ）、図２の実施例において、「ＲＧＢＳ」の見出し列に示すように、ＲＧＢＨＶと同じピン割り当てを赤、緑、青成分に使用し、複合同期信号が青信号と組み合わされる（すなわち、Ｂｌｕｅ／Ｃ  Ｓｙｎｃ＋及びＢｌｕｅ／Ｃ  Ｓｙｎｃ−）。或いは、複合同期信号は、赤成分信号又は緑成分信号（図２の「ＲＧｓＢ」の見出し列に示すように、同様にＲＧｓＢフォーマットで行われる）と組み合わせてもよい。伝送されるフォーマットがＲｓＧｓＢｓの場合（すなわち、各色成分に複合同期信号が付加される）、図２の「ＲｓＧｓＢｓ」の見出し列に示すように、ＲＧＢＨＶと同じピン割り当てが赤、緑、及び青成分の各々に使用され、但しこの場合は、複合同期信号が３つの色成分の各々に付加される。
【００１２】
ＲＧＢ信号の例示的なピン割り当てを示すのに加えて、図２はまた、コンポーネントビデオ、Ｓ−ビデオ、及びコンポジットビデオ用の例示的なピン割り当てを示している。図３は、コンポジットビデオ信号及びＳビデオ信号が同じ４ツイストペアケーブルを共有できるピン割り当ての実施例を示している。
【００１３】
ビデオ信号の異なる成分を伝送するために複数のケーブルを使用するときは常に、伝送ビデオ信号を再生成するためにこれらの成分を対象先で適切に組み合わせる必要がある。例えば、ビデオ再生成における歪みを防ぐために、これらの成分は受信局で同期する必要がある。伝送距離が長く、複数の導電体間の長さに差がある場合には、種々の信号成分の到着時間の差違が問題となる可能性がある。到着時間のこのような差違は「スキュー」と呼ばれる。ＣＡＴ５又は同様のツイストペアケーブルは、各ケーブルペアのツイスト・レートが異なる場合（隣接ケーブル間のクロストークを低減するため）に、特にスキューを生じやすい。長距離にわたると、ツイスト・レートのこの差違は、異なるペアの導電体経路長に有意な差違をもたらす可能性がある。
【００１４】
ツイストペアケーブルは、ビデオ信号の伝送に好都合で且つ経済的であるが、信号劣化（ビデオ信号成分間のスキュー及び挿入損失）により、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できる距離が制限される。ツイストペアケーブル上で伝送されるビデオ信号を増幅するビデオ送信機／受信機システムが存在する。このようなシステムでは、送信機は、ビデオソース信号をツイストペアケーブル上で送信する前に増幅して、受信機が受信信号を増幅する。これらの送信機／受信機システムにより、非増幅信号において可能な距離よりも長い伝送距離がツイストペアケーブル上で可能となる。しかしながら、信号歪みを防ぐために、送信機及び受信機によって供給される利得（増幅）量は、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おいて発生する挿入損失量に正確に一致させなければならない。理想的には、システム利得は、周波数スペクトルにわたって均一にすべきである。結果として得られるビデオ信号が周波数スペクトルにわたって均一でない場合、ディスプレイ全体にわたるビデオ画像のスミアが生じることになる。
【００１５】
しかしながら、挿入損失を補償するためのビデオ信号の増幅は、伝送線路上で蓄積されたノイズを許容できないほどに拡大する結果をもたらす場合がある。これは、ケーブルの長さが大きくなるにつれて信号対雑音比が低下することに起因する。従って、所望の周波数スペクトルに対して均一な周波数応答が理想的であるが、信号の増幅は、ノイズを考慮することによって調節を必要とする場合がある。
【００１６】
ＤＣオフセット、すなわち、接地に対して浮動又はバイアスされた定常状態の信号成分を有するビデオ信号を見つけることは珍しいことではない。ビデオ信号内にＤＣバイアスが存在する可能性のある原因が幾つかあり、例えば、ＤＣバイアスは、ビデオソースから直接生じるもの、ソースからのコンデンサを通じた交流結合によるもの、又は受信デバイス内の処理回路素子に起因するものとすることができる。受信機が同期信号を適切に検出してビデオを復元するために、到着ビデオ信号がＤＣ復元される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って、ツイストペアケーブルを含む導電体を介した相当な距離にわたるビデオ信号の信号損失、スキュー、ＤＣオフセット、及び伝送の許容できない他の特性を自動的に補償するビデオ伝送システムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、従来技術のシステムで現在可能であるよりも長い距離に対して高解像度ビデオ信号を通信するために、ツイストペアケーブル上で共に結合された送信機及び受信機タンデムを含む。本発明は、ツイストペアシステムの伝送能力をツイストペアシステム上での従来技術のビデオの距離の複数倍に拡張する。
【００１９】
本発明の一実施形態は、送信機と受信機との間の信号の存在を自動的に検出して、これに応じてビデオ信号を調整してビデオ品質におけるあらゆる損失を補正するように構成されている。例えば、本発明の送信機と受信機との間にツイストペアケーブルを接続すると、受信機は、線路におけるビデオ信号の存在を検出して、ＤＣ損失、ＡＣ損失、スキュー、及びオフセットに関して自動的に調整を行う。
【００２０】
信号調整は、主として同期信号を用いて行われる。最初に受信機が線路に結合されると、受信機は、同期信号の復元を容易にするためにループ利得を最大に設定する。同期信号が確立された後、受信機は、同期信号が適正レベルに復元されるまでＤＣ及び／又はＡＣ信号振幅及びピークを調整する。
【００２１】
同期信号が適正レベルにまで復元されると、スキューを測定して、ケーブル内の導電体と受信機との間のあらゆるスキュー差違を補償するように信号を調整する。
【００２２】
本発明の１つ又はそれ以上の実施形態はまた、受信機におけるビデオ信号の高忠実度復元のために適切な量のノイズフィルタ処理を含むことができる。
【００２３】
従来技術よりも優れた本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、添付図と共に考慮したときに、以下の図面の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態による長距離のツイストペア伝送装置の図である。
【００２５】
【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の導電体の割り当てを示す図である。
【００２６】
【図３】本発明の実施形態によるビデオ信号のためのツイストペアケーブルの導電体の割り当てを示す図である。
【００２７】
【図４】本発明の実施形態による送信機のアーキテクチャのブロック図である。
【００２８】
【図５】本発明の実施形態による極性変換器の図である。
【００２９】
【図６】本発明の実施形態による受信機のアーキテクチャのブロック図である。
【００３０】
【図７】本発明の実施形態による同期ストリッパ回路の図である。
【００３１】
【図８】本発明の実施形態による挿入損失補償回路の図である。
【００３２】
【図９】本発明の実施形態によるスキュー補償回路の図である。
【００３３】
【図１０】本発明の実施形態によるＤＣオフセット補正回路の図である。
【００３４】
【図１１】例示的な１５００フィートの長さのＣＡＴ５ケーブルの周波数応答プロットである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明は、ツイストペア導電体を用いた長距離にわたるビデオ伝送のための方法及び装置を含む。以下の説明では、本発明のより完全な説明を提供するために多くの特定の詳細が記載されている。しかしながら、当業者であれば、本発明はこれらの特定の詳細を含まずとも実施することができる点は明らかであろう。場合によっては、本発明を曖昧にしないために、公知の特徴については詳細には説明していない。
【００３６】
一般に、本発明は、ビデオ信号、例えば、コンポジットビデオ、Ｓ−ビデオ、コンポーネントビデオ、コンピュータビデオ、及び他の高解像度ビデオを長距離にわたって通信するためにツイストペアケーブル上で共に結合された送信機及び受信機タンデムを含む。本発明の実施形態は、ツイストペアケーブルの長距離にわたるツイストペアビデオシステムの伝送能力を拡張する。
【００３７】
本発明の実施形態は、好ましくは、プラグ・アンド・プレイ動作として構成される。従って、送信機と受信機との間にツイストペアケーブルを接続すると、ビデオ信号が存在する場合、システムは、ビデオ信号の存在を検出して、ＤＣ損失、ＡＣ損失、スキュー、及びＤＣオフセットに関して自動的に調整を行う。
【００３８】
１つ又はそれ以上の実施形態において、送信機は、ビデオ信号を複数の導電体ペア上で受信機に送信するように構成されている。各導電体ペアは、ビデオ信号の成分を伝送する。送信機は、ビデオソースデバイス（例えば、ビデオカメラ又はＤＶＤプレーヤ）から入力ビデオ信号を取得する。１つ又はそれ以上の実施形態において、送信機は、ビデオソースから存在するあらゆるＤＣオフセットを除去することによって入力ビデオ信号を修正する。送信機はまた、ローカルモニタリングのためにローカルバッファリングされたビデオ出力を有することができる。
【００３９】
続いて、送信機は、好ましくはブランキング時間中に、所定の形式を有する基準信号を入力ビデオ信号の各成分に付加する。送信機は、修正された入力ビデオ信号を複数の導電体ペア上で受信機に送信する。受信機は、修正された入力ビデオ信号を処理して、再処理したビデオ信号を対象デバイス（例えば、ビデオレコーダ又はビデオ表示装置）に提供する。
【００４０】
受信機における修正ビデオ信号の各成分の処理は、基準信号に基づいて行われる。一実施形態において、受信機が導電体ペアを介して送信機に結合されているときには、受信機は、自己の入力端子に信号が存在することを認識して、入力信号の処理を開始する。受信機は、各信号成分内で基準信号の検出を試みる。１つ又はそれ以上の実施形態において、受信機は、各信号成分のための閉ループ信号増幅器を備える。受信機は、基準信号を検出する目的で、最初に増幅器のループ利得を最大に設定する。１つ又はそれ以上の実施形態において、特定の信号成分において基準信号が検出されると、受信機は、基準信号がその元の形に復元されるまで、その信号成分のＤＣ及び／又はＡＣ信号振幅及びピークを調整する。
【００４１】
各信号成分の基準信号が復元されると、異なるビデオ信号成分間のスキューを測定する。最も早く到着する信号成分に遅延を付加し、最も遅く到着する信号成分と同じ時間にこれらの信号が到着するようにする。
【００４２】
本発明を含むビデオ伝送システムの実施形態を図１に示す。図のように、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、及び対象デバイス１１０を含む。ケーブル１０３は、ビデオ（及び適用可能な場合はオーディオ）信号をソース１０２から送信機１０４に結合させる。ケーブル１０３は、ビデオソース１０２によって生成されたタイプのビデオ信号を送信機１０４に結合するための当該技術分野で公知のあらゆる適切な導電体を含むことができる。送信機１０４は、様々な入力信号フォーマットを受け入れるための複数の入力端子を含む。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、デジタルビデオ信号、ＲＧＢコンポーネントビデオ信号、その他を受け入れるためのコネクタを含むことができる。送信機１０４はまた、例えば、ＲＣＡ入力ジャックなどの標準オーディオコネクタを含むことができる。
【００４３】
１つ又はそれ以上の実施形態において、ケーブル１０６は、複数のツイストペア導電体のケーブルのバンドル（束）を含む。例えば、ケーブル１０６は、４ペアのツイスト導電体を備え、標準オスＲＪ−４５コネクタで終端されたＣＡＴ５又は同様のケーブルを含むことができ、このコネクタは、送信機及び受信機上の適合するメスＲＪ−４５コネクタと嵌合する。ツイスト導電体のペアは、例えば、図２及び３に示すように割り当てることができる。
【００４４】
本発明の例示的な実施形態は、例示的なビデオ入力信号フォーマットとしてＲＧＢＨＶを用いて説明する。しかしながら、当業者であれば、本発明はＲＧＢＨＶに限定されず、１つよりも多い導電体ペア上でビデオ信号を伝送する他のビデオフォーマットを使用することができる点は明らかであろう。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態における図１の送信機１０４のアーキテクチャを示すブロック図である。図４に示す実施形態において、送信機１０４は、別個のビデオ入力信号及び同期入力信号を含むビデオソース信号を受け取る。例えば、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信号を含み、同期入力信号は、Ｈ及びＶ同期信号を含む。別の実施形態では、同期信号は、ビデオ成分(video component) 信号の１つ又はそれ以上と組み合わせることができる。
【００４６】
組み合わされた同期信号を有するＳ−ビデオ(S-Video)、コンポーネントビデオ(Component video)、コンポジットビデオ(Composite video) 、又は何らかの形式のＲＧＢビデオ用に構成された実施形態では、同期信号は、ビデオ情報から検出されて抽出され、次いで、調整後にビデオと再び組み合わされて、補償及びスキュー測定のための適切な基準信号を提供することができる。このような実施形態では、送信機において、到着ビデオ信号から同期信号が除去されて、調整され、次に適切なビデオデータと再び組み合わされる。このように構成されると、受信機における入力信号は、受信機が挿入損失を検出してスキューを補償し、更にこれらのビデオフォーマットの適切な同期信号を再生成するために必要な情報を提供する。
【００４７】
図４のＲＧＢＨＶの実施形態では、送信機１０４は、水平垂直同期入力端子４３１Ｈ、垂直同期入力端子４３１Ｖ、赤，緑，及び青のビデオ入力端子４０１Ｒ，４０１Ｇ，及び４０１Ｂ、入力増幅器４１０Ｒ，４１０Ｇ，及び４１０Ｂ、バックポーチクランプ（ＢＰＣ）発生器４３０、オフセット補正回路４４０Ｒ，４４０Ｇ，及び４４０Ｂ、単極性パルス変換器４５０Ｈ及び４５０Ｖ、差動出力増幅器４６０Ｒ，４６０Ｇ，及び４６０Ｂ、並びに差動出力端子４０２Ｒ，４０２Ｇ，及び４０２Ｂを備える。送信機１０４はまた、ローカルビデオモニタ出力信号を供給する各入力信号のローカル出力増幅器（図示せず）を含むことができる。
【００４８】
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け取り、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け取る。１つ又はそれ以上の実施形態において、各ビデオ成分信号に対して別個の増幅器が利用される。例えば、ＲＧＢＨＶ入力信号の実施形態において、ビデオ成分に対して３つの入力増幅器４１０（Ｒ、Ｇ、及びＢ成分ごとに１つずつ）と、同期信号に対して２つの単極性パルス変換器（Ｈ及びＶ同期信号に１つずつ）とが使用される。
【００４９】
入力増幅器４１０は、水平同期ＢＰＣ発生器４３０及びオフセット補正回路４４０と連動して使用され、ソースビデオ信号内のあらゆるＤＣオフセットを検出し補償する。図４の実施形態において、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オフセットを判定する。オフセット補正回路４４０は、各ビデオ成分のためのそれぞれの入力増幅器４１０を含むフィードバックループを介して、その各ビデオ成分に補償を適用する。
【００５０】
垂直及び水平同期信号（４３１Ｈ及び４３１Ｖ）は、単極性パルス変換器４５０に結合されている。単極性パルス変換器４５０は、送信機１０４からの出力同期信号が入力の極性に関わらず常に同じ極性であることを保証する。単極性パルス変換器４５０の実施形態を図５に示す。
【００５１】
図５の実施形態において、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）を備えている。最初に、同期入力信号５０１（例えば、４３１Ｈ及び４３１Ｖ）が、ゲート５１０において接地と排他的論理和がとられ、次いで、ゲート５１０の出力がローパスフィルタ５３０（１つ又はそれ以上の実施形態では、抵抗器及びコンデンサ回路を含む）においてフィルタ処理され、ゲート５２０においてゲート５１０の出力自体（すなわち、ゲート５１０のフィルタ処理されていない出力）と排他的論理和がとられて、極性補正された同期出力信号５０２を生成する。
【００５２】
１つ又はそれ以上の実施形態において、水平同期信号ＨSYNCPは、水平同期信号及び基準パルス信号の両方として使用される。従って、ＨSYNCPは、ビデオ信号成分信号の各々に付加される。加えて、１つ又はそれ以上の実施形態において、垂直同期信号ＶSYNCPは、ビデオ成分の１つ又はそれ以上に付加されて、受信機に垂直同期情報を提供する。
【００５３】
図４の実施形態に示すように、垂直同期信号を伝送するために赤ビデオ成分信号のみが使用される。従って、赤ビデオ成分信号には、垂直及び水平同期信号の両方が付加されるが、青及び緑成分信号には水平同期信号のみが付加される。ＨSYNCPは、ノード４５２においてはＶSYNCPと加算され、差動増幅器４６０Ｒにおいて赤ビデオ成分信号から減算される（すなわち、差動的に加算される）。差動増幅器４６０Ｇにおいて緑ビデオ成分からＨSYNCPが減算され、差動増幅器４６０Ｂにおいて青ビデオ成分からＨSYNCPが減算される。このようにして、負の基準パルス（すなわち、ＨSYNCP）が、３つの差動ビデオ出力信号全てに同時に付加される。
【００５４】
差動出力増幅器４６０は、基準信号、同期信号（適用可能な場合）、及びビデオ信号を受け取り、対応する増幅された差動ドライバ信号を差動出力端子４０２に供給する。１つ又はそれ以上の実施形態において、差動出力端子４０２は、図２に示したようなピン割り当て（ピン３及び６は、電力、デジタル信号、及び／又はオーディオ信号の伝送に用いることができる）を用いたメスＲＪ−４５コネクタを備えている。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に接続することができる。
【００５５】
受信機１０８は、送信機１０４からツイストペアケーブル１０６を介して差動ビデオ信号を受け取る。受信機１０８は、差動ビデオ信号を処理して、スキュー及び信号劣化を補償し、次いで、補償されたビデオ信号をプロジェクタ１１０などの対象デバイスに出力する。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。
【００５６】
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、離散的利得増幅器６２０Ｒ、６２０Ｇ、及び６２０Ｂ、スキュー調整回路６３０、出力段６４０Ｒ、６４０Ｇ、及び６４０Ｂ、ＤＣオフセット補償回路６２２Ｒ、６２２Ｂ、及び６２２Ｇ、並びに同期検出器６５０Ｈ及び６５０Ｖを備える。受信機１０８はまた、他の受信機へのデイジーチェーンのための入力信号のバッファ及び／又は増幅した形態を出力する差動出力端子（図示せず）も含むことができる。
【００５７】
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及び離散的利得増幅器６２０に結合されている。各可変利得増幅器６１０は、対応する離散的利得増幅器６２０と共に動作し、ツイストペアケーブル１０６上での送信機１０４から受信機１０８への信号の通信により生じた挿入損失に関しての差動入力ビデオ信号のそれぞれ１つを補償する。１つ又はそれ以上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）までの範囲にわたる制御可能な可変の利得量を提供することができ、各離散的利得増幅器６２０は、Ｋの制御可能な離散的倍数（例えば、０Ｋ、１Ｋ、２Ｋ、その他）で増幅する。可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０は共に、可変利得増幅器６１０の最大利得と離散的利得増幅器６２０の最大利得との合計に等しい増幅範囲にわたる制御可能な可変の利得量を提供する。１つ又はそれ以上の実施形態において、Ｋは、既知のケーブルの長さ（例えば、３００フィート）にわたる信号損失を補償するのに通常必要とされる利得量を表している。
【００５８】
１つ又はそれ以上の実施形態において、可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０によって提供される総利得量は、ケーブル１０６の長さに基づいて選択することができ、或いは、「導電体上での伝送からのビデオ信号損失の自動補償のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｖｉｄｅｏ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｌｏｓｓｅｓ  Ｆｒｏｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）」という名称で、その当該明細書が引用により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願番号１１／３０９，１２２においてより詳細に説明されているように、自動的に制御することができる。
【００５９】
図８は、本発明の一実施形態における可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０の説明図である。図８は、単一のビデオ信号成分、すなわち（図８ではＲｘで示された）ＲＧＢ信号の赤色成分のための可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０を示している。しかしながら、１つ又はそれ以上の実施形態において、各色成分は、例えば図６に示したように、それぞれ自己の可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０を備えている点は理解されるであろう。
【００６０】
図８の実施形態において、可変利得増幅器６１０は、０から最大利得（本明細書では文字「Ｋ」で表す）までの初期増幅範囲にわたる増幅を提供する。離散的利得増幅器６２０は、Ｋの倍数で周波数に依存する選択可能な離散的利得量を提供する。例えば、図８の実施形態において、離散的利得増幅器６２０は、０Ｋ、１Ｋ、２Ｋ、３Ｋ、又は４Ｋの量の選択可能な利得を提供する。可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０は共に、所望の周波数範囲にわたって０から５Ｋまでの値の可変利得を連続的に提供する。周波数範囲は、ノイズ考慮に基づいて決定することができる。
【００６１】
図８の実施形態において、可変利得増幅器６１０は、固定利得増幅器回路（ＦＧＡ）８５０、可変利得増幅器回路（ＶＧＡ）８４０、及び補償回路８４２を含む。ＶＧＡ８４０及びＦＧＡ８５０は両方とも、差動入力信号ＲX（＋ｖｅ）８０１Ｐ及びＲX（−ｖｅ）８０１Ｎに結合されている。この結合は、伝送線路のアンバランスを回避するために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でシングルエンド出力に変換する。ＶＧＡ８４０は、差動ビデオ入力信号に制御可能な可変（ＤＣ及びＡＣ補償）の利得量を付加する。ＦＧＡ８５０及びＶＧＡ８４０の出力は、ノード８４３において加算される。結果として得られる加算信号がノード８４５から離散的利得増幅器６２０の入力に供給される。
【００６２】
ＶＧＡ８４０によって供給される利得量は、例えば、マイクロコントローラによって供給される微調整用利得制御信号８０５によって制御される。補償回路８４２を用いて、ＶＧＡ８４０の所望の周波数応答を設定する。ＶＧＡ８４０の微調整用利得制御は、０フィートからＮフィート（例えば、３００フィート）までのケーブル長におけるＤＣ及びＡＣ信号損失の両方を補償する。
【００６３】
可変利得増幅器６１０によって提供される最大利得「Ｋ」が、３００フィートのＣＡＴ５ケーブルによって示される挿入損失に相当する場合、可変利得増幅器６１０は、ゼロ（０）から３００フィートまでのＣＡＴ５ケーブルに対する可変の信号補償を提供することができる。図８の説明図において、可変利得増幅器６１０によって提供される０からＫまでの利得量（例えば、０から３００フィートの長さのＣＡＴ５ケーブルについて）は、微調整用利得制御信号８０５によって制御される。これよりも更に長いケーブルでは、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、この付加的な信号増幅は、離散的利得増幅器６２０によって提供される。
【００６４】
離散的利得増幅器６２０は、より長い線路長に対して「Ｋ」の離散量で付加的な補償を提供する。例えば、ケーブル長が４５０フィートでは、１．５Ｋの全体補償が必要とされる。この場合、離散的利得増幅器６２０が１Ｋ（３００フィート）の補償を提供し、可変利得増幅器６１０が残りの０．５Ｋ（１５０フィート）の補償を提供する。
【００６５】
図８の実施形態において、離散的利得増幅器６２０は、マルチプレクサ８２０、ゼロ利得バッファ８０３、及び複数の固定利得補償回路８０６、８０９、８１２、及び８１５を備える。各固定補償回路は、可変利得増幅器６１０によって提供される最大利得量（例えば、「Ｋ」）に概ね等しい利得量を提供する。しかしながら、各固定補償回路は、より長いケーブル長においてノイズを補償するためにノイズ補償回路を含むことができる。
【００６６】
長いケーブル長にわたるビデオ信号の伝送により生じる挿入損失を補償するのに必要とされる利得量は、ビデオ信号内のノイズを増大させる傾向がある。例えば、図１１に示すように、１５００フィートのＣＡＴ５ケーブル上を伝送される４０ＭＨｚのビデオ信号についての挿入損失を補償するのに必要な利得は、概ね６２ｄＢ又は概ね１，２５９の電圧利得である。このように増幅が大きい時には、増幅入力ノイズの影響が顕著になる。ノイズは望ましいものではなく、ビデオ表示内にスパークとして現れることになる。ノイズ問題を軽減するために、１つ又はそれ以上の離散的利得増幅器段にノイズフィルタを組み込むことができる。従って、各固定補償回路（例えば、８０６、８０９、８１２、及び８１５）は、適切なノイズフィルタ（例えば、特定の周波数を超えるノイズを減衰するためのローパスフィルタ）、並びに固定利得「Ｋ」を含むことができる。ノイズ補償については、「導電体上で伝送されるビデオにおけるノイズを自動低減するための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｎｏｉｓｅ  Ｉｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｏｖｅｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）」という名称で、その明細書が引用により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願番号１１／３０９，１２３において更に説明されている。
【００６７】
図８の実施形態において、マルチプレクサ８２０の入力８３１は、バッファ８０３の出力（すなわち、可変利得増幅器６１０からのバッファリングされた出力信号）に接続されている。入力８３２は、補償回路８０６の出力（すなわち、補償回路８０６によって増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続されている。入力８３３は、補償回路８０９の出力（すなわち、補償回路８０６及び８０９によって増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続されている。入力８３４は、補償回路８１２の出力（すなわち、補償回路８０６、８０９及び８１２によって増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続されている。入力８３５は、補償回路８１５の出力（すなわち、補償回路８０６、８０９、８１２及び８１５によって増幅された後の可変利得増幅器６１０からの出力信号）に接続されている。Ｋが、各補償回路によって提供される利得量の場合、可変利得増幅器６１０からの出力信号に適用される付加的利得は、入力８３１、８３２、８３３、８３４、又は８３５のうちのいず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によって提供される利得量が「Ｊ」（すなわち、０からＫの間の値）の場合、可変利得増幅器６１０及び離散的利得増幅器６２０によって提供される総利得量は、入力８３１、８３２、８３３、８３４、又は８３５のうちのいず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。
【００６８】
図８の実施形態において、回路８０６、８０９、８１２、及び８１５の補償の各々によって提供される固定補償量は、可変利得増幅器６１０によって提供される最大補償に概ね等しい。しかしながら、当業者には、補償回路８０６、８０９、８１２、及び８１５の各々によって提供される補償量は、可変利得増幅器６１０によって提供される最大量よりも大きいか、又は小さい場合があることは明らかであろう。更に、補償回路８０６、８０９、８１２、及び８１５の各々によって提供される離散的補償量は必ずしも同じである必要はない。
【００６９】
マルチプレクサ８２０の出力８０２に対する入力８３１、８３２、８３３、８３４、又は８３５のいずれかの接続は、粗調整用利得選択信号８０７によって制御される。１つ又はそれ以上の実施形態において、粗調整用利得選択信号８０７は、マイクロコントローラによって生成され、該コントローラは、送信機から受け取るビデオ信号内において検出される基準信号の実際の損失に基づいて、粗調整用利得選択信号８０７及び微調整用利得制御信号８０５の両方を判定する。
【００７０】
スキュー補償は、スキュー調整回路６３０を通じて実行される。スキュー調整回路６３０の実施形態を図９に示す。図示のように、スキュー調整は、最初に、調整可能遅延回路９１０の出力において各ビデオ成分から基準信号（ＨREF）を復元することによって達成される。スキュー補償は、基準信号検出器９２０、高速サンプラ９３０、スキューキャプチャ回路９４０、及びマイクロコントローラ９５０を備えた回路を用いて、色成分信号内の基準信号間のスキュー（すなわち、到着時間の差違）を測定し、次いで、調整可能遅延回路９１０を用いて最も速く到着する信号に補償遅延を適用することによって達成される。図９では、Ｒ、Ｇ、及びＢビデオ信号の各々に関して添字「Ｘ」及び「Ｙ」を用いて、スキュー調整回路への入力信号、及びスキュー調整回路からの出力信号をそれぞれ示している。
【００７１】
１つ又はそれ以上の実施形態において、各基準信号検出器９２０は、ビデオ信号において基準信号が検出されたときに、パルスを生成する負の基準電圧閾値ＨREFに対してそれぞれのビデオ信号を比較するコンパレータを備えている。例えば、信号検出器９２０Ｒは、赤成分信号ＲY内の基準信号の検出に応じて、出力基準パルス信号Ｒ＿ｒｅｆを生成する。同様に、信号検出器９２０Ｇは、緑成分信号ＧYにおける基準信号の検出に応じて、出力基準パルス信号Ｇ＿ｒｅｆを生成し、信号検出器９２０Ｂは、青成分信号ＢYにおける基準信号の検出に応じて、出力基準パルス信号Ｂ＿ｒｅｆを生成する。
【００７２】
基準信号検出器９２０によって生成された３つの基準パルス信号は、高速サンプラ９３０に送り込まれ、このサンプラが、復元された基準パルス信号のデジタル測定値を取得する。高速サンプラ９３０のデジタル出力（すなわち、Ｓｙｎｃ＿Ｒｅｄ、Ｓｙｎｃ＿Ｇｒｎ、Ｓｙｎｃ＿Ｂｌｕ）は、スキューキャプチャ回路９４０に送り込まれ、ここで、スキューが求められて、その後、マイクロコントローラ９５０に送り込まれる。マイクロコントローラ９５０は、測定されたスキューを補償するために各成分信号に適用される適切な遅延を求め、最も早く到着する２つの色成分信号に適切な遅延を適用するよう調整可能遅延回路９１０に命令して、これら２つの信号が最も遅く到着する成分信号と時間的に整列するようにする。
【００７３】
スキュー調整回路については、「複数の導電体上で伝送されるビデオ内のスキューの自動補償のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｓｋｅｗ  Ｉｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ  Ｏｖｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）」という名称で、その明細書が引用により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願番号１１／３０９，１２０により詳細に説明されている。
【００７４】
図６のＤＣオフセット補償回路６２２及び図４のオフセット補正回路４４０（「ＤＣオスフセット補償」として総称される）は、図１０に示すように構成することができる。
【００７５】
図示のように、ＤＣ復元回路は、加算ノード１０１０、増幅器１０１２、回路要因オフセット１０１４、サンプル＆ホールド回路１０１６、及びクランプパルス発生器回路１０１８を含む。ＤＣ復元回路は、入力信号１００１に対して動作し、クランプされたビデオ信号、すなわち、オフセット補正信号１００２を生成する。オフセット信号（すなわち、サンプル＆ホールド回路１０１６の出力）は、クランプパルス発生器１０１８からクランプパルスを受け取ったときに生成される。
【００７６】
一般に、接地に対するビデオ信号のクランプは、オフセット電圧レベルの検出を伴う。本発明の１つ又はそれ以上の実施形態において、これは、バックポーチをサンプリングしてビデオ信号に対する基準を取得することによって達成することができる。これは、全ビデオ信号のバックポーチにおける電圧レベルが０の必要があることに起因する。従って、バックポーチにおいて電圧レベルを測定することによりオフセット電圧が生じ、このオフセット電圧は、バックポーチが接地レベルに復元（又はクランプ）されるまで、フィードバックパスを通じて連続的にビデオ信号に適用することができる。
【００７７】
入力信号１００１、例えば、水平同期信号を含むビデオ信号をクランプパルス発生器１０１８が使用して、バックポーチ期間（すなわち、水平同期信号の立ち下りエッジ）を判定する。クランプパルス発生器１０１８の出力（すなわち、クランプパルス）は、サンプル＆ホールド回路１０１６が出力ビデオ信号１００２をサンプリングする時点を制御し、バックポーチ電圧レベルに振幅が等しく反対の極性を有するオフセット電圧を生成するようにする。従って、オフセット電圧は、ノード１０１０でフィードバックされて、ビデオ信号内のＤＣオフセットエラーを除去する。
【００７８】
ＤＣオフセット補正回路及び方法については、「フィードバックを用いたＤＣ復元のための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  ＤＣ  Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）」という名称で、その明細書が引用により本明細書に組み込まれる同時係属の米国特許出願番号１１／３０９，５５８で説明されている。
【００７９】
図６を再度参照すると、同期検出器６５０の出力である同期出力信号６０３は、主として、水平同期信号及び垂直同期信号から構成される。本発明の一実施形態において、水平同期信号及び垂直同期信号は、スキュー調整回路６３０の赤（すなわちＲY）及び青（すなわちＢY）出力を負の電圧レベルに対して比較することによって生成される。このような比較のためにコンパレータを使用することができる。従って、垂直同期信号が生成されるのは、スキュー調整回路６３０のＲY出力が負の電圧閾値レベルＶREFに一致したときであり、水平同期信号が生成されるのは、スキュー調整回路６３０のＢY出力が負の電圧閾値レベルＨREFに一致したときである。
【００８０】
ビデオ出力６０２は、出力段６４０においてビデオ信号成分から同期信号を除去することによって生成される。同期除去回路は、同期期間中にビデオ出力を接地するスイッチだけを含むことができる。例えば、回路は、垂直同期又は水平同期のいずれかのパルスが高い（ｈｉｇｈ）ときにビデオ出力（例えば６０２）が接地に切り替えられ、そうでない場合、ビデオ出力は、スキュー調整回路６３０の対応するビデオ信号出力に切り替えられるようにすることができる。これは図７に示されている。
【００８１】
図示のように、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、除去後のビデオ出力である。垂直同期信号（すなわちＶSYNC）は、水平同期信号（すなわちＨSYNC）とワイヤードＯＲがとられて選択（Ｓｅｌｅｃｔ）信号を生成する。選択信号が真（「Ｔ」）である場合、ビデオ出力ＲY７０２がスイッチ７１０を通じて接地に結合され、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が入力信号ＲX７０１に結合される。
【００８２】
以上、ツイストペアケーブルを用いて長距離にわたって伝送されるビデオの自動補償のための方法及び装置を示してきた。これらの装置及び方法の上述の構成は、本発明の原理の応用例の例証に過ぎず、請求項に定義される本発明の技術的思想及び範囲から逸脱することなく、他の多くの実施形態及び修正形態を実施することができる点は理解されるであろう。
【符号の説明】
【００８３】
１０２  ビデオソース
１０４  送信機
１０６  ツイストペアケーブル
１０８  受信機
１１０  対象先
【図１】
2010511310.tif 000003
【図２】
2010511310.tif 000004
【図３】
2010511310.tif 000005
【図４】
2010511310.tif 000006
【図５】
2010511310.tif 000007
【図６】
2010511310.tif 000008
【図７】
2010511310.tif 000009
【図８】
2010511310.tif 000010
【図９】
2010511310.tif 000011
【図１０】
2010511310.tif 000012
【図１１】
2010511310.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月24日(2008.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための装置であって、
複数のツイストペア導電体を有するケーブルと、
ソースから第１ビデオ信号を受け取るように構成された第１コネクタと、前記ケーブルの第１端部に結合可能であるように構成された第２コネクタとを有し、前記第１ビデオ信号と既知の特性を有する基準信号とを含む第２ビデオ信号を前記ケーブル上に供給するように構成された送信機と、
前記送信機から前記第２ビデオ信号を受け取るために、前記ケーブルの第２端部に結合可能であるように構成された第３コネクタを有する受信機と、
を備え、
前記受信機が、前記第２ビデオ信号における前記基準信号の既知の特性を自動的に再生成し、これにより前記第１ビデオ信号を復元するように構成された補償回路を有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１ビデオ信号が、フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１ビデオ信号の少なくとも１つの成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ビデオ信号が少なくとも１つの同期信号を更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１ビデオ信号が、フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分と少なくとも１つの同期信号とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記送信器が、
オフセット補正フィードバック回路を利用して前記第１ビデオ信号成分内のＤＣオフセットを除去する、前記フォーマットビデオ信号の少なくとも１つの成分の各々に対する入力増幅器回路と、
前記少なくとも１つの同期信号の極性を保証するように構成された極性変換器回路と、
前記第２ビデオ信号を生成するように構成された差動増幅器駆動回路と、
を備え、
前記差動増幅器駆動回路の正端子が前記入力増幅器回路に結合され、前記差動増幅器駆動回路の負端子が、前記極性変換器回路の出力に結合されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２ビデオ信号が、前記複数のツイストペア導電体の各ペアに対して差動ドライブ信号のペアを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記補償回路が、
ＤＣ及びＡＣ調整のための可変利得増幅器回路と、
スキュー補償のためのスキュー調整回路と、
前記第２ビデオ信号を自動補正して前記第１ビデオ信号を再生成するために前記可変利得増幅器回路及び前記スキュー調整回路を制御するコントローラ回路と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための装置であって、
複数のツイストペア導電体を有するケーブルと、
ソースから複数のビデオ成分信号及び少なくとも１つの同期信号を受け取るように構成された第１コネクタを有する送信機と、
を備え、
前記送信機が、前記ケーブルの第１端部に結合するように構成された第２コネクタを有し、且つ前記複数のビデオ成分信号の各々及び前記少なくとも１つの同期信号から差動ビデオ信号のペアを生成するように構成された第１補償回路を有し、前記差動ビデオ信号の各ペアが、前記複数のツイストペア導電体の１つのペアを駆動し、
前記装置が更に、
前記送信機から前記差動ビデオ信号を受け取るために前記ケーブルの第２端部に結合するように構成された第３コネクタを有する受信機を備え、
前記受信機が、前記ケーブル上で前記差動ビデオ信号を検出したときに前記第１ビデオ信号の完全な復元を達成するように自動的に調整する第２補償回路を有し、
前記第１補償回路には、
オフセット補正フィードバック回路を利用してＤＣオフセットの除去する、前記複数のビデオ成分信号の各々に対する入力増幅器回路と、前記少なくとも１つの同期信号の極性を保証するように構成された極性変換器回路と、前記入力増幅器回路及び前記極性変換器回路の出力の合計に結合された差動増幅器駆動回路と、
が含まれており、前記差動増幅器駆動回路が、前記差動ビデオ信号を生成するように構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記複数のビデオ信号成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２補償回路が、
ＤＣ及びＡＣ調整のための可変利得増幅器回路と、
スキュー補償のためのスキュー調整回路と、
前記差動ビデオ信号を自動補正して前記第１ビデオ信号を再生成するために、前記可変利得増幅器回路及び前記スキュー調整回路を制御するコントローラ回路と、
を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
ツイストペア導電体上でのビデオ伝送のための方法であって、
ソースから複数のビデオ成分信号及び少なくとも１つの同期信号を受け取る段階と、
前記複数のビデオ成分信号の各々及び前記少なくとも１つの同期信号から、複数のツイストペア導電体のうちの１つのペアを駆動する差動ビデオ信号のペアを生成する段階と、
前記複数のツイストペア導電体上で前記差動ビデオ信号のペアの存在を検出する段階と、
前記ケーブル上で前記差動ビデオ信号を検出したときに前記差動ビデオ信号を自動的に調整して前記第１ビデオ信号の完全な復元を達成するように補償の受け取り及び適用を行う段階と、
を含み、
前記差動ビデオ信号のペアの存在を検出する段階が、受信機回路のループ利得を最大値から始めて固定同期パルスレベルが検出されるまで調整する段階を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記複数のビデオ信号成分が、
ＲＧＢフォーマットビデオ信号の赤成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の緑成分と、
前記ＲＧＢフォーマットビデオ信号の青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ツイストペア導電体上で伝送されるビデオを受け取るための装置であって、
ソースにおいて既知の特性を有する基準信号を各々が含む複数の成分を有するビデオ信号を受け取るため、ツイストペアケーブルバンドルに結合可能であるように構成されたコネクタと、
前記コネクタに結合され、前記コネクタにおいて前記基準信号を自動的に検出して、前記ビデオ信号の複数の成分の各々における前記基準信号の既知の特性を復元するように構成された第１補償回路と、
前記第１補償回路に結合され、前記複数の成分における前記基準信号を自動的に時間整合するように構成され、更にビデオ出力コネクタに結合されたスキュー補償回路と、
前記スキュー補償回路に結合され、接地に対して前記ビデオ信号を自動的にクランプするように構成されたフィードバック補償回路と、
を備え
前記第１補償回路には、
前記複数の成分の各々に対する可変利得増幅器回路と、前記可変利得増幅器回路に結合された処理ユニットと、
が含まれており、前記処理ユニットが、前記ツイストペアケーブル上での伝送に起因する前記基準信号の損失を求め、前記可変利得増幅器回路に前記損失を補償する利得を命令するように構成されている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記ビデオ信号の複数の成分が、
ＲＧＢビデオの赤成分と、
前記ＲＧＢビデオの緑成分と、
前記ＲＧＢビデオの青成分と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ビデオ信号が少なくとも１つの同期信号を更に含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記損失を補償するための前記利得が低周波増幅及び高周波増幅を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【国際調査報告】
2010511310.tif 000014