(57)【要約】【課題】ドアホンシステムの信号線を利用して、カメラで撮像した高速かつ高画質の画像情報を家電機器などから発生するノイズに影響されることなく安定して伝送する。【解決手段】複数の搬送波信号を用い、各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、各搬送波信号に対してＳ／Ｎ（信号とノイズの比）を推定または測定し、推定または測定したＳ／Ｎの値に応じて、その搬送波への送信データ割付量を変更して通信する通信手段５ａ、５ｂをドアホンシステムの信号線を通信線として該通信手段間で通信することを特徴とする。【選択図】図１
2005151384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宅外に配置された宅外通信手段と、宅内に配置された宅内通信手段とを備え、
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、ドアホン親機とドアホン子機とを接続している信号線で接続され、前記信号線を通信線として、複数の搬送波信号を用いて各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、各搬送波信号に対して、信号とノイズの比であるＳ／Ｎを推定又は測定し、推定又は測定したＳ／Ｎの値に応じて、各搬送波信号への送信データ割付量を変更して通信を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
宅外に配置された宅外通信手段と、宅内に配置された宅内通信手段とを備え、
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、ドアホン親機とドアホン子機とを接続している信号線で接続され、前記信号線を通信線として、複数の搬送波信号を用いて各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、各搬送波信号に対して、伝送誤り率を評価し、この評価した伝送誤り率に応じて、各搬送波信号への送信データ割付量を変更して通信を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、直交周波数分割多重方式によって通信を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、前記複数の搬送波信号のうちの少なくとも１本の搬送波信号を用い、搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、搬送波信号に対して所定のＳ／Ｎが得られるか否かを判定し、この判定結果が所定のＳ／Ｎ以下の場合に、前記搬送波信号の周波数を、前記判定前の搬送波信号とは異なる所定の周波数に変更して通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
宅外に配置された宅外通信手段と、宅内に配置された宅内通信手段とを備え、
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、ドアホン親機とドアホン子機とを接続している信号線で接続され、前記信号線を通信線として、通信信号を広い帯域に拡散して通信するスペクトル拡散方式によって通信を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、既設のドアホンシステムの信号線を通信線として通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、少なくとも１ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の周波数を利用して通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、少なくとも５ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の周波数を利用して通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項９】
前記宅外通信手段と前記宅内通信手段は、双方向での通信において時間分割で通信方向を切り替えて通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記通信装置は、前記信号線に分岐がある場合において分岐された信号線にも前記宅外通信手段又は前記宅内通信手段を接続し、３個以上の前記宅外通信手段と前記宅内通信手段の間で通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５又は請求項９のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記宅外通信手段は、画像を撮像するカメラを備え、前記カメラにより撮像した画像を前記宅内通信手段に送信し、前記宅内通信手段は、受信された画像を表示するモニタを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記宅内通信手段は、画像情報を携帯電話に転送する機能を有する転送装置を備えることを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラで撮像した画像情報をドアホンシステムの信号線（ドアホン線またはインターホン線とも言う）を利用して、安定して伝送する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、治安状況が悪化してきており、不審者が、突然、家庭を訪問して犯罪を犯すといった事件も発生している。このような不審者の訪問に対しては、ドアホンを用いた音声による訪問者の確認に加えて、カメラで撮像した画像による確認が非常に有効である。そのため、カメラを備えたドアホンシステムが普及してきている。しかし、既に音声通話のみのドアホンシステムを導入している家庭においては、新たに宅外に配置するカメラと宅内に配置するモニタとを結ぶ配線工事を行う必要がある。この費用は大きな負担であるため、既設の信号線を利用した画像情報通信手段が創案されている。
【０００３】
既設の音声通話のみのドアホンをカメラ付ドアホンに置き換えるテレビドアホンシステムでは、音声通話用に敷設された１対の信号線を利用し、音声とは異なる通信周波数帯域を用いて音声情報に影響を与えないようにしながら、画像情報や制御情報等を重畳した信号を伝送している。このようなテレビドアホンシステムについて、例えば、特許文献１に開示されているものがある。特許文献１に記載のドアホンシステムにおいては、カメラからの画像情報を、例えば５ＭＨｚ等の高周波信号を±０．５ＭＨｚ等の偏移幅で周波数変調して変調された信号を音声情報と混合して伝送し、伝送された信号の中から画像情報を音声情報と分離して復調し、さらにＲＦ変調してテレビ受像機に送信し、テレビ受像機が受信した画像を表示するシステムになっている。
【特許文献１】特開平５−２２７３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、画像を伝送するために既設の信号線を利用しているが、既設の信号線を利用することによって生じる問題について十分な検討がなされていない。既設の信号線は概ね無極性２線式であり、同軸ケーブルのようにシールドされていないため、伝送する信号にノイズが重畳され易い。例えば、宅内には電力供給用の電力線が無数に張り巡らされているが、この電力線には家電機器から発生するノイズが重畳されている。特に電気炊飯器や電磁調理器などのインバータ機器からは１ＭＨｚ以下の周波数帯域に非常に大きなノイズが発生することが実験により分かっている。また、１ＭＨｚから５ＭＨｚの帯域では、１ＭＨｚ以下と比較すると若干ノイズレベルは小さくなるが、それでもかなり大きなノイズが発生することが実験で分かっている。さらに、５ＭＨｚ以上の帯域では、ノイズレベルは幾分小さくなるが、バックグラウンドノイズと比較するとかなり大きなノイズが発生することが実験により分かっている。そのため、電力線が前記信号線の近くに敷設されている場合には、電力線に重畳されたノイズによって、前記信号線にノイズが誘起される。そのため、従来のテレビドアホンシステムでは低速かつ低画質の画像伝送は可能であるが、耐ノイズ性が必要となる高速かつ高画質の画像を安定して伝送することはできないという問題がある。また、既設のドアホンを利用せずに、新たにカメラを備えたドアホンシステムを導入する場合にも、配線した信号線にノイズが誘起され、同様に耐ノイズ性が必要となる高速かつ高画質の画像を安定して伝送することはできないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明では、宅外と宅内とに通信手段を設け、この両通信手段をドアホンシステムで使用している信号線で接続し、前記信号線を通信線として両通信手段間で通信を行い、宅外に配置したカメラで撮像した画像情報をリアルタイムで宅内に配置した通信手段に伝送して表示する。これら通信手段は、複数の搬送波信号（マルチキャリアともいう）を用い、各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであり、各搬送波信号に対してＳ／Ｎ（信号とノイズの比）の値に応じて、送信データ割付量を変更して通信する。また、各搬送波信号に対して伝送誤り率を評価し、評価した伝送誤り率に応じて、送信データ割付量を変更して通信する。さらに前記に加えＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式によって通信する。また、これら通信手段は、搬送波信号に対してあらかじめ定めているＳ／Ｎが得られるか否かを判断し、判定結果があらかじめ定めているＳ／Ｎ以下の場合に、あらかじめ定められている異なった周波数に搬送波の周波数を変更して通信する。またさらに、通信信号をより広い帯域に拡散して通信するスペクトル拡散通信方式によって通信するようにする。
【０００６】
本発明において、「宅外」とは、それぞれ住宅、事務所等の建物の外部、例えば、玄関、受付用窓口等を言い、「宅内」とは、前記建物の内部、例えば、居室等を言い、また、マンション、アパート等の集合住宅やビル（以下、集合住宅として説明する）においては、「宅外」は、その集合住宅の共同玄関と、集合住宅内に設けられる各住戸の個別玄関とを含み、「宅内」とは、各住戸内部、例えば居室等を言う。また、「ドアホン」は、宅外に配置された子機と宅内に配置された親機との間で通信を行うための装置またはシステムを言い、インターホン、テレビドアホン、インターコム等の名称で呼称されているものをも含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、Ｓ／Ｎの高い搬送波信号による通信や、Ｓ／Ｎの高い周波数帯域での通信や、通信帯域より広い帯域に拡散して通信するスペクトル拡散通信によるＳ／Ｎ向上を図った通信により、家電機器等からのノイズが信号線に重畳されても、これに大きく影響を受けることなく、ドアホンシステムの信号線を利用して安定して画像情報を伝送することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明の実施形態では、（１）既設のドアホンシステムの信号線を利用してマルチキャリア方式で通信する通信装置の実施形態、（２）既設のドアホンシステムの信号線を利用して通信を行い、伝送された画像情報を携帯電話に転送する通信装置の実施形態、（３）既設のドアホンシステムの信号線を利用して通信を行い、伝送された画像情報を録画機で記録し、またそのときの時刻を時刻記録装置で記録する通信装置の実施形態、（４）新設のドアホンシステムにおける実施形態について説明する。
【０００９】
図１は既設のドアホンシステムを利用した１：１通信（１つの端末（宅外通信手段）と１つの端末（宅内通信手段）との間の通信）を行う通信装置のシステム構成を示す図である。カメラ１と符号器２は、同軸ケーブルあるいはEthernet（登録商標）またはＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の配線に用いられる一般的な形式のケーブル（以下、これらのケーブルを総称して単に「ケーブル」という）で接続され、また符号器２と宅外通信手段５ａの間もケーブルで接続されている。宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂは、既設のドアホンの通信線７１で接続されている。宅外通信手段５ａの内部構成は後述するが、宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの内部構成は同一である。宅内通信手段５ｂとモニタはケーブルで接続されている。また、既設のドアホンシステムに影響を与えないようにするために、ドアホン親機６とドアホン子機７の間にスプリッタ４ａとスプリッタ４ｂを設置する。ここでスプリッタ４ａとスプリッタ４ｂは、同一構成のものであり、既設のドアホンシステムで利用している音声情報などを伝送するための通信周波数帯域のみ通過し、それ以上の高周波数帯域の信号は通過させないという機能（ローパスフィルタあるいは高周波カットフィルタともいう）を有する。ドアホン親機６とスプリッタ４ａの間、及びドアホン子機７とスプリッタ４ｂの間は、既設の通信線７１と同じ特性の線により接続する。あるいはスプリッタ４ａ、４ｂを宅内通信手段５ｂ、宅外通信手段５ａの側に接続した場合には、宅内通信手段５ｂおよび宅外通信手段５ａで使用するＭＨｚ帯域の信号のみを通過させるハイパスフィルタ（低周波カットフィルタ）を用いてスプリッタを構成しても良い。
【００１０】
宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂ、カメラ１、符号器２、モニタ３は常時起動していても良いが、消費電力を低減するために、ドアホン親機６からの起動信号によって起動するものとする。また、宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂ、カメラ１、符号器２、モニタ３がそれぞれオートスタート回路（直流電圧の印加を自動的に検知し、装置を起動させる回路）を内蔵している場合には、後で詳述するが、ドアホン親機６によって通信線７１に電力を重畳させて電力供給を行い、この電力の供給開始に合わせて起動する、あるいはそれらを組み合わせてシステムを構成しても良い。カメラ１で撮像した画像情報がＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式などのアナログ形式の画像である場合、あるいはモニタ３で復号できない形式のディジタル画像情報である場合には、画像情報を符号器２に転送し、符号器２では、画像情報をＭＰＥＧ１形式、ＭＰＥＧ２形式、ＡＶＩ形式等の適当な形式のディジタル画像に符号化し、符号化した画像情報を宅外通信手段５ａに転送する。このとき、カメラ１で撮像した画像情報が既にモニタ３で復号可能な形式のディジタル画像に符号化されている場合には符号器２は不要であり、符号器２での符号化は行わず、そのまま画像情報を宅外通信手段５ａに転送する。あるいはカメラ１と符号器２は、両方の機能を有する単一の装置で置き換えることもできる。宅外通信手段５ａは、既設のドアホンの通信線７１を通信線として宅内通信手段５ｂに画像情報を伝送する。さらに宅内通信手段５ｂは、画像情報をモニタ３に転送し、画像の復号機能を有するモニタ３が符号化された画像情報を復号して画面に表示する。
【００１１】
ところで、従来の低速かつ低画質の画像であれば数１０ｋｂｐｓ〜数１００ｋｂｐｓ程度の通信速度でも十分であるが、高速かつ高画質の画像伝送を行うためには、通信速度は１Ｍｂｐｓ以上が要求される。また、家電機器等から発生するノイズが電力線に重畳され、さらにドアホンシステムの通信線７１にも重畳されるため、宅外通信手段５ａ及び宅内通信手段５ｂには耐ノイズ性及び高い通信性能が要求される。
【００１２】
宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂは、このようなノイズの影響を顕著に低減し、高速な通信を可能にするものであり、図２を参照して以下に説明する。図２では、通信線７１に直流電圧が重畳されない場合を示している。宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂは同一構成を有し、ここでは宅外通信手段５ａを基に説明する。なお、宅内通信手段５ｂについてはプロトコル変換器５６にモニタ３が接続される。宅外通信手段５ａは、バンドパスフィルタ（ＢＰフィルタ）５０，６０と、受信アンプ５１と、送信アンプ５９と、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）５２と、ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）５８と、等化器５３と、復調器５４と、変調器５７と、アクセスコントローラ５５と、プロトコル変換器５６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２とから構成されている。
【００１３】
宅外通信手段５ａと外部装置（カメラ１、モニタ３または符号器２等）の間のインターフェースは、例えばEthernet（登録商標）またはＵＳＢ等の標準的な規格のデータ伝送方式によってデータを伝送するものでよく、このために宅外通信手段５ａにプロトコル変換器５６が設けられている。プロトコル変換器５６は、符号器２からデータを受け取ると、そのデータを宅外通信手段５ａで扱う所定フォーマットの通信パケットに変換する。アクセスコントローラ５５は、プロトコル変換器５６からの通信パケットを受信すると、このデータを変調器５７に出力する。変調器５７は、別途入力している搬送波ごとのデータ割付量情報５５ｂに基づいて、各搬送波に前記データを割り付ける。このことをビット割付ともいう。搬送波にデータが割り付けられた信号は、Ｄ／Ａ５８によりアナログ信号に変換され、送信アンプ５９によって増幅された後、ＢＰフィルタ６０を介して通信線７１に出力され、宅内通信手段５ｂに送信される。また、商用の交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ／５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）が印加されているコンセント５０３にＡＣ／ＤＣコンバータ５０２を接続し、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２では交流電圧を直流電圧（ＤＣ）５０１に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２からの直流電圧５０１が宅外通信手段５ａの各回路の駆動電源として供給される。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２は、直流電圧５０１'をカメラ１と符号器２の駆動電源としても供給する。宅外通信手段５ａ、カメラ１、符号器２が接続されることで消費電力が増大し、既設のドアホンシステムで使用していた電源のみでは電力が不足し易い。例えば、既設のドアホンシステムでバッテリ（例えば、１．５Ｖ電池や充電式蓄電池など）を駆動電源としていた場合、その電力を宅外通信手段５ａ、カメラ１、符号器２にも供給すると、頻繁にバッテリを交換する必要性が生じ、管理の手間が大きい。そのため、商用電源を宅外通信手段５ａ、カメラ１、符号器２の駆動電源として利用することは管理の手間を省くという効果を有する。
【００１４】
なお、通信線７１に直流電圧が印加されている場合には、図３に示すように、結合器７２を介してＢＰフィルタ５０、６０と通信線７１とを接続することで、ＭＨｚ帯域の高周波を減衰させることなしに通信線７１を介して伝送される音声情報に関する信号に画像情報に関する信号を重畳させるようにすることが可能である。結合器７２を使用する場合の接続構成例を図４に示す。結合器７２では、コンデンサで直流電圧や交流電圧をカットし、トランスのインダクタンスとこのコンデンサの静電容量の値で決まる高周波通過特性を有し、通信信号のみが宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの間で授受される。このとき、通信線７１に直流電圧が印加されている場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４を通信線７１に接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４において通信線に供給されている直流電圧を通信装置内部で使用する電圧の直流電圧５０１に変換し、直流電圧５０１が宅外通信手段５ａの各回路の駆動電源として供給される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４は直流電圧５０１'をカメラ１と符号器２の駆動電源としても供給する。また通信線７１に印加されている電圧が交流電圧である場合には，ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４の代わりに図２で示したＡＣ／ＤＣコンバータ５０２を使用して、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２をコンセント５０３の代わりに通信線７１に接続し、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２からの直流電圧５０１を宅外通信手段５ａの各回路の駆動電源として供給することも可能である。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ５０２は、直流電圧５０１'をカメラ１と符号器２の駆動電源としても利用する。
【００１５】
既設のドアホンシステムにおいて、ドアホン親機６が内蔵したバッテリの直流電圧を駆動電源として供給し、またドアホン親機６に内蔵した該バッテリから通信線７１に直流電圧を重畳し、ドアホン子機７の駆動電源として供給する場合、新たに接続された宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂ、カメラ１、符号器２、モニタ３等の駆動電源としてドアホン親機６に内蔵した前記バッテリから通信線７１に重畳された直流電圧で供給することは、電力消費量が多くなるため、バッテリ交換が多発する。このバッテリ交換の問題は、ドアホン親機６のバッテリをＡＣ／ＤＣコンバータ５０２'で置き換えることで解決でき、この結果、バッテリ交換の手間を省ける。
【００１６】
一方、宅内通信手段５ｂから送信されてきた信号は、ＢＰフィルタ５０によって通信帯域以外の信号を抑制し、通信帯域の信号を受信アンプ５１に出力する。受信アンプ５１は受信信号を増幅して、Ａ／Ｄ５２によってディジタル信号に変換された信号が等化器５３に出力される。等化器５３は、通信線７１の通信路歪（伝送路歪ともいう）を補正するためのものであり、この等化器５３において通信路歪の補正処理を施された信号が復調器５４に出力される。復調器５４は、別途入力している搬送波ごとのデータ割付量情報５５ａに基づいて、各搬送波に割り付けられているデータを取り出し、アクセスコントローラ５５に出力する。アクセスコントローラ５５は、この取り出したデータを所定フォーマットの通信パケットに変換し、プロトコル変換器５６に出力する。プロトコル変換器５６は、この通信パケットを、前記外部装置とのインターフェース（例えばEthernet（登録商標）またはＵＳＢなど）が取れるようにプロトコル変換をして、前記外部装置に情報を出力する。
【００１７】
アクセスコントローラ５５は、復調器５４及び変調器５７にデータ割付量情報５５ａ、５５ｂを出力するが、この情報で示されるデータ割付量は常に一定ではなく、一定時間ごとに宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの間の通信特性に対するトレーニング（学習ともいう）を行って搬送波ごとにＳ／Ｎを推定（測定あるいは判定という）するか、あるいは通信時の伝送誤り率を評価し、これらの結果に応じて、搬送波ごとあるいは全搬送波に対してデータ割付量を変更する。またＳ／Ｎの推定と伝送誤り率の評価を併用してデータ割付量を変更しても良い。このように、宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの間で通信線７１の通信特性（伝送誤りやＳ／Ｎ）をダイナミックに評価し、この結果に基づいて変復調の処理を変更（データ割付量の変更）することで伝送エラーを発生させないように通信することが可能になる。以下では、この点を詳細に説明する。
【００１８】
図５に示したように、通信線７１に重畳されるノイズの強さは、低周波ほど高く、高周波、例えば５ＭＨｚ以上ではあまり高くない。宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａにデータを送信するとして、宅内通信手段５ｂが通信線７１に送信した送信信号の強さ（パワー）が図５に示すように一定であっても、通信線７１の伝送特性が周波数依存性を持っているため、宅外通信手段５ａで受信した信号の強さは高周波ほど低下し、かつ変動している。これは、通信線のインダクタンスや通信線の往路及び復路間の静電容量により通信信号の減衰や、通信線７１の端点での反射などによるものである。そして、安定した画像情報の通信（通信速度は１Ｍｂｐｓ程度以上）のためには、受信信号とノイズの比（ｄＢ表現では差）であるＳ／Ｎを所定以上とする必要がある。そこで、受信信号の高周波帯域での減衰を評価すると、３０ＭＨｚ以下の周波数帯域を通信帯域として使用することが望ましい。なお、ＥＭＩ（electromagnetic interference、電磁干渉）の規定として、３０ＭＨｚ以上に対し、１０ｍ離れた地点で放射電界が３０ｄＢμＶ／ｍ以下と定められている。従って、このように、使用する周波数帯域を限定することにより、外部への放射電界つまり放射ノイズを抑制することが可能となる。等化器５３は、通信線７１の通信路歪を補正し、復調する際に正しくデータを復元するために必要である。これは通信におけるプリアンブル信号を用いて通信路歪を評価し、この評価結果を用いて補正を行う。この等化器５３がなければ、通信路歪の影響でデータが復元できない、つまり伝送エラーを生じてしまう。この点についても後述する。
【００１９】
搬送波として使用帯域内で複数の搬送波（マルチキャリア）を用いる場合を例に採り、Ｓ／Ｎを評価してデータ割付量を変更する仕組みについて以下に説明する。
図６にマルチキャリアのスペクトルを示す。帯域Δｆの搬送波は使用帯域に複数割り当てるが、隣接した搬送波と搬送波が重ならないようにするために、搬送波の間に所定帯域だけスペースを取るのが一般的である。各搬送波には所定の送信データのビットが割り付けられる。図７に示すように、マルチキャリアの特殊なケースであるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）は、搬送波のピーク点では、他の搬送波のパワーがゼロとなるように各搬送波が配置され、各搬送波の帯域をΔｆとすると、時間１／（Δｆ／２）での逆フーリエ変換による直交性の維持を図っている。このため、一般のマルチキャリアとは異なって、各搬送波が重なり合っても信号が復元可能で、かつ使用帯域が一般のマルチキャリアより狭くて良く、周波数利用効率が一般のマルチキャリアより高いという特徴をもっている。なお、ＯＦＤＭもマルチキャリアの一種である。
【００２０】
搬送波を用いて通信する方式として、前記のような複数の搬送波を用いて通信する方式（マルチキャリア通信方式という）と、単一の搬送波（単一キャリアともいう）を用いて通信する方式（単一キャリア通信方式という）があり、いずれも搬送波（キャリア）にデータ（ビット）を割り付けて伝送する。ここで、搬送波（キャリア）にデータを割り付けて伝送するとき、キャリアごとのＳ／Ｎによりそのデータ割付量には制限がある。
マルチキャリア通信方式は、使用帯域内で複数の狭帯域のキャリアを設けて通信する方式である。このため、通信線７１に重畳したノイズのうち、特定の周波数のノイズのレベルが高いと、そのノイズの周波数に合致するキャリアのＳ／Ｎが他のキャリアよりも低くなり、そのキャリアへのデータ割付け量がより低くなるだけであり、全キャリアとして高いデータ割付け量を維持できる。この結果、高い伝送速度を確保することが可能である。このように、マルチキャリア通信方式は、複数のキャリアを用いて通信しているため、Ｓ／Ｎの低くなった特定の搬送波（キャリア）に対してデータ割付量が低くなるだけである。
これに対して、単一キャリア通信方式では、特定の周波数のノイズのレベルが高いだけであっても、キャリアが一つであるため、そのキャリアに割り付けるデータ量が低くなり、マルチキャリア通信方式と比べ、かなり伝送速度が低下する。
したがって、１Ｍｂｐｓ以上の伝送速度を実現するためには、単一キャリア通信方式より、マルチキャリア通信方式の方が適している。
【００２１】
各搬送波（キャリア）ごとに複数の波形（振幅と位相が異なる）を使用し、この波形にデータ（ビット）を割り付けて伝送するが、多数の送信波形を用いて伝送する際の変調は多値変調と呼ばれ、各キャリアごとのＳ／Ｎによりそのデータ割付量（ビット割付量ともいう）には制限があり、図８のような関係になっている。例えば、伝送誤り率を１／１０5に設定すれば、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫではＳ／Ｎがそれぞれ約３２ｄＢ、約２６ｄＢ、約２０ｄＢ、約１４ｄＢ、約１０ｄＢであることが必要である。２５６ＱＡＭでは８ビットの割付が可能であり、６４ＱＡＭでは６ビット、１６ＱＡＭでは４ビット、ＱＰＳＫでは２ビット、ＢＰＳＫでは１ビットの割付が可能であり、Ｓ／Ｎが約１０ｄＢ未満であれば、ビットの割付をしない。なお、ＱＡＭはQuadrature Amplitude Modulation、ＱＰＳＫはQuadrature Phase Shift Keying、ＢＰＳＫはBinary Phase Shift Keyingと呼ばれ、ＱＡＭは振幅変調、ＱＰＳＫ及びＢＰＳＫは位相変調である。前記例では、１２８ＱＡＭ、３２ＱＡＭなどを示していないが、その他のＱＡＭもある。なお、誤り訂正機能を付加することにより、伝送誤り率を１／１０5から１／１０7程度にすることが可能である。従って、この場合には、例えば、伝送速度が１Ｍｂｐｓであれば、確率的に１０秒に１回誤りが発生することになり、誤りが発生した伝送フレームを再送することにより、何ら問題なく安定した通信が可能になる。
【００２２】
〔Ｓ／Ｎの推定評価〕
次に、図９を参照して、Ｓ／Ｎの評価について説明する。図９は、一定時間毎のＳ／Ｎ評価のための処理フロー図であり，宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂにＳ／Ｎを評価するためのトレーニングデータを送信してＳ／Ｎを算出する例を示している。なお、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａにＳ／Ｎを評価するためのトレーニングデータを送信してＳ／Ｎを算出する場合も同一の処理フローが行われる。宅外通信手段５ａから通常のデータを送信する場合は、ステップ１からステップ５の手順により実施しており、Ｓ／Ｎ評価のための処理は割込み処理によって実施する。ここでは、割込み処理として、一定時間で起動する割込み処理を例にしている。図９に示す処理はアクセスコントローラ５５によって行われる。
アクセスコントローラ５５は、通常のデータ送信においては、まずステップ１にて、プロトコル変換器５６から取込んだデータを基に通信装置内のパケットデータを作成する。次に、ステップ２で、作成したパケットデータを変調器５７に出力する。これによって、データが変調され、変調されたデータが宅内通信手段５ｂに出力される。一方、宅内通信手段５ｂから送信されてくるデータについては、ステップ３に示すように復調器５４からのパケットデータを取込む。ステップ４にてＣＲＣ（Cycle Redundancy Check：巡回冗長検査）の評価を実施して、伝送誤り検出を行う。ステップ５にて、伝送誤りがあれば、宅内通信手段５ｂに再送要求をし、伝送誤りがなければ取り込んだデータをプロトコル変換器５６に出力する。
【００２３】
このような通常のデータ通信処理を実施している状態で、Ｓ／Ｎ評価のための割込み処理が実施される。この割り込み処理においては、まず、ステップ６で、あらかじめ用意しているトレーニングデータが変調器５７に出力される。この結果、トレーニングデータが変調されて、宅内通信手段５ｂに送信される。これに対して、宅内通信手段５ｂは、ステップ１０でトレーニングデータを受信し、ステップ１１で搬送波ごとのＳ／Ｎを計算する。この計算については後述する。さらに、ステップ１２で、搬送波番号とビット割付量をペアとしてパケットデータに変換し、変調器に出力する。搬送波番号とビット割付量をペアとしてビット割付情報とよぶ。この結果、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａにビット割付情報（搬送波番号とビット割付量）が送信されてくる。また、自局である、宅内通信手段５ｂ自体のビット割付情報を更新するためにビット割付情報テーブルの書き換えを実施する。このビット割付情報は、宅外通信手段５ａから伝送されてきたデータを宅内通信手段５ｂの復調器で復調する際に使用する。その後、宅外通信手段５ａは、宅内通信手段５ｂから送信されてくるビット割付情報をステップ７で受信し、ステップ８にてビット割付情報テーブルの書き換えを実施する。この処理が終了すると、ステップ９にてビット割付情報テーブルの書き換え完了を示すＡＣＫ（確認応答：Acknowledgement）を送信する。宅内通信手段５ｂでは、ステップ１３にてＡＣＫを受信し、処理を終了する。この処理が終了すると、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａにトレーニング情報を送信し、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａへの伝送に対するＳ／Ｎを評価する。これは、通信線のＳ／Ｎが対称になっていれば必要はないが、Ｓ／Ｎに対称性がない場合には有効である。例えば、ノイズ源が宅外通信手段５ａの近くにある場合、宅外通信手段５ａ側のノイズが宅内通信手段５ｂのノイズより強い。したがって、宅外通信手段５ａにおけるＳ／Ｎが低くなるため、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａにデータを送信する場合には、各搬送波に割り付けるビットをＳ／Ｎに応じて低くする必要が生じる。このように各通信装置でのＳ／Ｎに差がある場合には、双方向でのＳ／Ｎ評価を実施し、この結果得られるビット割付情報を各アクセスコントローラ５５に記憶しておき、変調及び復調に対応して利用することが望ましい。
【００２４】
トレーニングデータを送信するか通常のデータを送信するかを区別する必要があるが、これは、図１０に示したように、伝送フォーマットを構成することにより実現できる。この伝送フォーマットは、プリアンブル信号、ヘッダ、データ、およびＣＲＣからなっており、ヘッダの中にトレーニング情報か通常のデータ情報かを示すようにしている。ヘッダでトレーニング情報であることを示せば、データの中にはトレーニング用データが入っており、ヘッダでデータ情報であることを示せば、データの中には通常の通信のデータが入っている。
【００２５】
トレーニング用データとしては、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、ＱＰＳＫなどがあるが、ここでは理解を容易にするために、ＱＰＳＫを例に採って説明する。なお、プリアンブル信号はシンボル同期のために用いる。ＱＰＳＫは各搬送波に２ビットを割り付ける変調方式であり、信号点配置は図１１に示すようになっている。図１１において、Ｉ軸は信号の同相成分を示し、Ｑ軸は信号の直交成分を示す。信号点へのデータ割付は、例えば、第１象限の信号点でデータ"００"を示し、第２象限の信号点でデータ"０１"、第３象限の信号点でデータ"１１"、第４象限の信号点でデータ"１０"を表す。そこで、全ての象限のデータを送信した方がＳ／Ｎをより一層正確に評価することが可能である。厳密でなければ、２ビットからなる適当なデータを利用しても良い。例えば、第１象限と第３象限のデータで構成し、"００"、"１１"としても良いし、すべて第１象限のデータとし、"００"としても良い。
【００２６】
図９のトレーニング用データとして"００"、"０１"、"１１"、"１０"が設定される。そして、この場合、図１において、アクセスコントローラ５５から変調器５７に出力するビット割付情報として、各搬送波ごとに２ビットの割付（ＱＰＳＫである）を行うことを出力する。これにより、変調器５７は、ＱＰＳＫ変調により、２ビットづつのトレーニング用データを、各搬送波に２ビットを割り付けて伝送する。トレーニングの場合には、各搬送波のＳ／Ｎを評価することが目的であるため、全搬送波に対してＱＰＳＫ変調を施してデータを送信する。そして、トレーニングの際にはあらかじめＱＰＳＫ変調で伝送することが決まっているため、受信側ではＱＰＳＫで復調する。なお、ＱＰＳＫではどの信号点に対しても振幅が一定で、位相のみが異なるだけであり、復調処理が簡単であるが、２５６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどを利用してトレーニングを実施しても良い。
【００２７】
さて、Ｓ／Ｎの評価は以下のように実施される。ＱＰＳＫの場合、通信線上にノイズもなく減衰もなければ、復調した際の信号点は図１２のようになる。しかし、通信線上にはノイズがあり、かつ減衰もする。減衰については、図１の等化器５３によって補正されるため、復調された信号は信号点配置において、基本的には真値の周りに復元されることになる。図１２において、丸で示した範囲が復調後の信号点の位置である。そして、原点から真値までの距離が信号の強さＳであり、真値から復調後の信号点位置までの距離がノイズの強さＮである。従って、両者の比を計算すればＳ／Ｎが求まる。
ここで、トレーニングでは変調方式をあらかじめ定めているので、真値がどこにあるかをあらかじめ通信装置に記憶させておくことができる。前記のように、真値を用いてＳ／Ｎを計算する方式の他には、平均値を用いる方式がある。これは、復調後の信号点位置の平均を算出し、この結果を用いて原点からの距離をＳとし、各復調後の信号点位置からの距離をＮとする方式である。なお、いずれの方式においても、ノイズをより正確に評価（推定あるいは測定）するためには、各搬送波に対して複数回トレーニングデータを送信する必要がある。
【００２８】
〔伝送誤り率評価〕
次に、トレーニングをイベントで実施する方式を説明する。このための処理を図１３に示す。図９に示す方式と異なる点は、一定時間毎にトレーニングを実施するのではなく、通常のデータ伝送を実施し、伝送誤りが多数発生する場合に、トレーニングを実施させるようにしている点である。このために、図１３に示したステップ４でのＣＲＣによる誤りチェック結果を基に、ステップ５で所定時間内での誤り発生頻度を算出し、この結果があらかじめ定めた所定値を超えた場合にトレーニングを実施する。トレーニングについては、図９と同様に、ステップ６からステップ１３を実施することにより達成される。このトレーニングが終了したら、通常のデータ通信を実施する。
なお、この例では、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａへのデータ送信時に発生した伝送誤りに基づいて、宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂへのトレーニングを示したが、逆に、宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂへのデータ送信時に発生した伝送誤りに基づいて、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａへのトレーニングも同様にして実施される。
【００２９】
このように、伝送誤り率に応じてトレーニングをするようにしたこと（イベント駆動のトレーニング）、つまり、Ｓ／Ｎが悪化したときにトレーニングをするため、一定時間毎
にトレーニングを実施する方式に比べ伝送効率が高くなるという特徴が得られる。
【００３０】
さらに、このイベント駆動のトレーニングと一定時間毎のトレーニングとを併用するとさらに伝送効率が向上する。つまり、イベント駆動のトレーニングによりＳ／Ｎが悪化したときのトレーニングが可能であり、Ｓ／Ｎが改善した場合には一定時間のトレーニングにより、高いＳ／Ｎ状態でのデータ割付が可能になるため、伝送速度をより一層速くできる。イベント駆動のトレーニングのみでは、悪化したときのトレーニングによって決まるデータ割付のみになってしまうため、伝送速度の改善ができないが、両方式を併用することにより、この問題を解決することができる。このために、アクセスコントローラにより、イベント駆動のトレーニングを図１３の処理で実施し、一定時間毎のトレーニングを割込み処理で実施すればよい。
【００３１】
〔ＯＦＤＭ通信〕
前記に加え、ＯＦＤＭを含むマルチキャリア通信方式を利用して宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの間で通信することにより、十分なＳ／Ｎが確保できない周波数が存在するためデータの割付ができないキャリアが存在しても、その他の周波数のＳ／Ｎが高ければ、これらの周波数の搬送波に多くのデータ割付が可能になり、全体として１Ｍｂｐｓ以上の十分な通信速度を確保できる効果がある。さらに、ＯＦＤＭは、周波数利用効率が高いため、一般のマルチキャリア通信方式より狭い帯域で同等の通信速度を確保することが可能になる。このため、ノイズによりＳ／Ｎが周波数によって変化するが、そのＳ／Ｎの変化がある程度の周波数範囲にわたっている場合でも、ＯＦＤＭでは比較的Ｓ／Ｎの高い周波数帯域を使用周波数帯域として設定しやすいという特徴がある。
【００３２】
〔単一搬送波のＳ／Ｎ評価〕
次に、単一キャリアを使用した場合のＳ／Ｎの評価について説明する。
単一キャリアを使用して、マルチキャリアと同一の伝送速度を実現するには、単一キャリアの帯域を広くする必要がある。単一キャリアの帯域を広くすることにより、伝送速度を速くすることが可能になる。変調方式としては、マルチキャリアと変わらないため、図９及び図１３に示したトレーニングがそのまま適用できる。また、Ｓ／Ｎ評価も図１２に示した通りである。
【００３３】
〔搬送波周波数の変更方式〕
次に、Ｓ／Ｎ評価結果に基づいて搬送波（キャリア）周波数を変更する方式を説明する。
図９及び図１３ではデータ割付け量を変更することを示したが、この代わりに、データ割付け量を変更せずに搬送波の周波数をＳ／Ｎが同等以上の周波数帯に変更（シフトともいう）することも可能である。この場合、図１に示したデータ割付量情報５５ａ、５５ｂの代わりに、搬送波周波数変更情報がアクセスコントローラ５５から変調器５７及び復調器５４に出力される。なお、あらかじめＳ／Ｎの測定を実施しておき、どの周波数帯に変更するかを決めておく。この方式では、単一キャリアの場合、搬送波が１本であるため、この変更処理は容易である。ただし、通信の使用帯域は周波数変更が可能なように十分広い帯域である必要がある。
【００３４】
以上のように、Ｓ／Ｎの高い搬送波信号による通信や、Ｓ／Ｎの高い周波数帯域での通信により、家電機器などからのノイズが信号に重畳されても、これに大きく影響を受けることなく、既設の信号線を用いてカメラ１で撮像した画像情報を安定して送信することが可能になる。
【００３５】
〔スペクトル拡散通信方式〕
スペクトル拡散通信方式で通信する通信装置について図１４を参照して説明する。
図１４にスペクトル拡散通信方式を適用した実施形態を示す。
図１４に示す実施形態において、図１に示す実施形態と異なる点は変調器５７及び復調器５４に係わる部分であり、その他は同一である。
前記のＯＦＤＭを含めたマルチキャリア方式は、各搬送波ごとにビット割付変更の処理を行ったが、スペクトル拡散通信方式では、このような処理はなく、その代わりにベースバンドの帯域をより広い帯域に拡散して通信し、復調時に帯域をベースバンドの帯域に圧縮して、データを復元する。このスペクトル拡散通信方式は、通信路上にランダムのノイズが重畳される状況下での通信に対してＳ／Ｎを高くでき、安定した通信が可能であり、特定周波数帯域でのノイズ（周波数選択性ノイズという）のレベルが高くなるような場合の通信に好適である。
【００３６】
次に、図１４に示すスペクトル拡散通信方式について、図１に示す方式との相違点を説明する。変調器５７は、スペクトル拡散通信方式の場合、１次変調器とも呼ばれ、通常の伝送で用いられる振幅変調、周波数変調、位相変調（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ）、位相と振幅を同時に変調する１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの各種変調方式が採用される。
【００３７】
変調器５７の出力信号（１次変調された信号）は、スペクトル拡散変調器６３に入力される。スペクトル拡散変調器６３は、１次変調された信号に対して拡散符号発生器６４から出力されるＰＮ（Pseudorandom Noise）系列と呼ばれる特殊な波形を乗積させてＤ／Ａ５８に出力する。この処理をアナログ処理回路で実現することも可能であり、その場合にはＤ／Ａ５８が不要である。
これらの処理により、拡散変調された信号が宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂに送信されることになる。拡散変調後の帯域幅は１次変調の帯域幅とＰＮ系列のそれの和になる。通常は帯域拡散の倍率が大きいので、実質的にＰＮ系列の帯域幅が拡散信号の帯域幅になる。従って、使用帯域（ＰＮ系列の帯域）は１次変調の帯域幅（ベースバンドの帯域）より広い帯域にする必要があり、拡散率（ＰＮ系列の帯域幅／１次変調の帯域幅）は５倍以上にすることが望ましいが、家電機器などのノイズレベルが比較的高い場合には、少なくとも１０倍以上にすることが望ましい。高画質の画像伝送のためには、最低でも１Ｍｂｐｓの伝送速度が要求されるため、ベースバンドの帯域は少なくとも１ＭＨｚ以上が必要であり、その１０倍の帯域である、１０ＭＨｚ以上の帯域が使用帯域として必要である。しかも、図５に示したように、その測定結果から判断して５ＭＨｚ以上を使用することが有効である。つまり、５ＭＨｚ以上でかつ少なくとも１０ＭＨｚ以上の帯域を使用帯域として使用することが有効である。
【００３８】
一方、復調については次のように処理される。
Ａ／Ｄ５２の出力信号は、タイミング／同期回路６１及びスペクトル拡散逆拡散器６２に出力される。スペクトル拡散逆拡散器６２では、送信側で用いたものとまったく同一のＰＮ系列を再度乗積して、１次変調の信号を復元する。この処理を帯域圧縮とも呼ぶ。この帯域圧縮により、Ｓ／ＮのうちＳが向上し、電磁調理器などのインバータノイズのような周波数選択性ノイズのＮが抑制される。このため、復調器５４での復調処理でのＳ／Ｎが十分高く、通信路上でのノイズの影響を受けることなく、元の信号を復元することが可能になる。なお、タイミング／同期回路６１は、スペクトル拡散逆拡散器６２にてＰＮ系列を再度乗積するための同期をとることを目的として用いられる。また、タイミング／同期回路６１及びスペクトル拡散逆拡散器６２がアナログ回路で実現される場合には、Ａ／Ｄ５２は不要になる。
【００３９】
以上のように、スペクトル拡散通信方式を用いて宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂの間で通信することにより、マルチキャリア通信方式の時に必要であったビット割付量を決定するためのトレーニングを実施する必要がなくなるため、画像伝送の一時的な伝送中断が発生することがないという特徴をもたせることが可能になる。
【００４０】
〔時間分割による双方向通信〕
宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂとの間の通信方向を一定にしておくことによって、通信方向の切り替えが不要となり、周波数帯域を最大限に利用できるため、高速でかつ安定した通信が可能であるが、通信装置の機能を向上させるためには、宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂとの間の通信方向は常に一定とは限らない。例えば、カメラ１で撮像した画像は、宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂに送信されていても、画像情報の伝送に対する確認応答やトレーニング信号などの制御信号は、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａに送信されることもある。あるいは宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａに向けて、カメラ１のオン／オフ指令やズーム、首振り指令などの制御情報、または声を出して話せない人などが訪問者へのメッセージを表示して応対するためのテロップ表示用の文字情報を送信することなども考えられる。このように上り方向（ここでは宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂの方向とする）と下り方向（ここでは宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａの方向とする）の双方向の通信を実現するためにはいくつかの方法があり、周波数分割による方法や時間分割による方法などがある。
【００４１】
周波数分割による方法では、使用する周波数帯域を分割して、上り方向及び下り方向にそれぞれ予め設定しておいた所定の周波数帯域を割り当てて通信を行う。
また、時間分割による方法では、予め設定しておいた所定の時間ごとに上り方向と下り方向の通信方向を交互に切り替える。
このような双方向の通信は、図２及び図３、図１４に示したアクセスコントローラ５５に、上り方向と下り方向を切り替える機能を追加することで実現可能である。
【００４２】
ここでは、時間分割による双方向通信の実現方法について説明する。
図１５に示すように、上り方向の送信には時刻t1から時刻t2までを割り当て、時刻t2から時刻t3までを下り方向の送信に割り当てるとする。このとき上り方向及び下り方向のそれぞれにおいて使用可能な全周波数帯域を使用して通信を行う。ここで時間td1（=t2-t1）をあらかじめ設定しておいた一定時間とし、また同様に時間td2（=t3-t2）をあらかじめ設定しておいた一定時間とする。こうすることで、下り方向の送信が終了したら、引き続き、時刻t3から時刻t4の間に時間td1だけ上り方向に送信し、また時刻t4から時刻t5までの間に時間td2だけ下り方向の送信を行うというように交互に送信することができる。従って通信開始のルールを決めておけば、時間td1及びtd2を予め設定しておけば良いため、上り方向と下り方向の切り替えのための制御信号は不要である。この通信開始のルールは、例えば、下り方向にあらかじめ設定しておいた一定時間td3（=t1-t0）の間だけ信号を送信するという方法などである。あるいは予め決めておいた特定の波形の信号を送信するという方法でも良い。
【００４３】
また、周波数分割による方法は、インバータ機器などから発生する特定の周波数帯域のノイズ（有色ノイズともいう）の影響を受け易い。例えば、上り方向に割り当てた周波数帯域の全帯域に渡って有色ノイズが発生した場合には、上り方向の通信の伝送速度が低下する、あるいは最悪の場合には上り方向が通信不能となり、双方向通信ができなくなる。しかし、時間分割による方法では、使用可能な全周波数帯域を使用して時間分割で通信方向を切り替えるため、周波数分割による方法にくらべて有色ノイズの影響を受けにくいという特徴を有する。
【００４４】
〔信号線に分岐があるときの接続形態〕
家屋の１階と２階のそれぞれにドアホンの端末（宅内通信手段）を設置している場合や、集合住宅の各住戸内の部屋にドアホン端末（宅内通信手段）を設置し、共同玄関のドアホン端末（宅外通信手段）を各住戸で共有している場合などには、ドアホンの信号線を分岐させて、分岐した信号線のそれぞれに端末（宅内通信手段）を接続している。このような場合には、図１６に示すように、それぞれのドアホン親機６、６'に対して同じように宅内通信手段５ｂと５ｂ'を接続すれば良い。このように接続することで１：Ｎ通信（１つの端末（宅外通信手段）と複数の端末（宅内通信手段）との間の通信）が可能になる。このときそれぞれの通信手段の間においては、時間分割により、図２及び図３、図１４に示したアクセスコントローラ５５が通信方向を切り替えることで、通信信号が重複して通信の衝突が発生することを避けることができる。あるいはＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection）方式などにより、通信の衝突が発生した場合には、ランダムな時間をおいて、再度送信を行う方式としても良い。
【００４５】
また、集合住宅ではセキュリティ上の理由から共同玄関を設け、集合住宅への訪問者を共同玄関において確認した上で集合住宅内への入場を許可することが多い。このような場合、共同玄関と各住戸内のドアホン端末が１本の信号線を共有している場合の接続形態は、図１７に示すように、訪問者が部屋番号入力端末８で目的の住戸番号を入力し、入力された住戸番号の居住者が対応することになる。例えば、目的の住戸が住戸１であった場合には、ドアホン親機６とドアホン子機７との間で通話が開始されると同時に、宅外通信手段５ａは宅内通信手段５ｂとの間で通信を開始し、カメラ１で撮像した画像を送信する。住戸１の居住者はモニタ３に表示された画像を確認して、訪問者の入場を許可する。この時点で宅外通信手段５ａと５ｂとの間の通信は終了する。このときの宅外通信手段５ａ及び宅内通信手段５ｂの動作は前記と同様である。
次に、訪問者は住戸別玄関１（住戸１の入口）に到着した際に、ドアホン子機７'でドアホン親機６と通話するが、同時に宅外通信手段５ａ'は宅内通信手段５ｂと通信を開始する。カメラ１'で撮像した画像が宅外通信手段５ａ'から宅内通信手段５ｂに送信され、モニタ３に表示される。このときの宅外通信手段５ａ'と宅内通信手段５ｂの動作は前記と同様である。なお、共同玄関に設置されたカメラ１で十分にセキュリティが確保されると判断できる場合には、住戸別玄関１におけるカメラ１'、符号器２'、宅外通信手段５ａ'などは無くても良い。
なお、図１７に示したような接続構成の場合、例えば、宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂ'が通信すると同時に、宅外通信手段５ａ'と宅内通信手段５ｂが通信を行うこともできる。すなわちＮ：Ｍ通信（複数の端末（宅外通信手段）と複数の端末（宅内通信手段）との間の通信）を行うことも可能である。
【００４６】
また、各住戸で信号線を共有せずに、別々に配線している場合の接続形態を図１８に示す。この場合には切替スイッチ９を設け、住戸番号入力端末８で入力された住戸番号に合わせて切替スイッチ９が接続する信号線を切り替える。例えば、住戸番号１が入力された場合には切替スイッチは信号線７１と信号線７１'を接続し、信号線７１''には接続しない。接続以降の通信装置の動作は信号線を各住戸で共有している場合と同様である。このような接続構成の場合、例えば、宅外通信手段５ａと宅内通信手段５ｂが通信し、また、宅外通信手段５ａ'と宅内通信手段５ｂが通信を行うこともできるため、Ｎ：１通信（複数の端末（宅外通信手段）と１つの端末（宅内通信手段）との間の通信）を行う構成となる。
【００４７】
図１９は、本発明の第２の実施形態を示すシステム構成図である。基本構成は第１の実施形態で説明した図１と同様であるが、これにモニタ３の代わりに圧縮符号・復号器８１及び転送装置８２が追加してある。
この第２の実施形態では、カメラ１で撮像した画像情報を宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂに伝送する手順は第１の実施形態と同様であるが、宅外通信手段５ａには符号器２及び復号器２０３が接続される。宅外通信手段５ａには２つの外部機器が接続されることになるが、プロトコル変換器５６において複数接続可能なように対応すれば良い。カメラ１及びマイク２０１が符号器２に接続され、スピーカ２０２が復号器２０３に接続される。宅内通信手段５ｂにはモニタ３の代わりに圧縮符号・復号器８１が接続され、宅内通信手段５ｂは伝送されてきた画像情報を圧縮符号・復号器８１に転送する。ここで宅内通信手段５ｂと圧縮符号・復号器８１の間はEthernet（登録商標）またはＵＳＢなどで接続される。カメラ１、符号器２、宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂ、圧縮符号・復号器８１、転送装置８２は、常時起動としても良いが、消費電力の増大などの原因となるため、ドアホン親機６からの起動信号で起動するとしても良い。あるいは宅内通信手段５ｂ、宅外通信手段５ａなどがオートスタート回路（直流電圧の印加を自動的に検知し、装置を起動させる回路）を内蔵している場合には、ドアホン子機７からのトリガ信号（ボタン押し）により、ドアホン親機６がその信号を検出し、通信線７１に直流電圧を重畳する。その結果、宅内通信手段５ｂと宅外通信手段５ａの間で通信が開始されるとしても良い。
【００４８】
圧縮符号・復号器８１は、伝送された画像情報のフォーマットであるＭＰＥＧ１形式やＭＰＥＧ２形式、ＡＶＩ形式などをＭＰＥＧ４形式に圧縮符号化する機能を有し、圧縮符号化した画像情報を転送装置８２に転送する。圧縮符号・復号器８１と転送装置８２の間も同様にEthernet（登録商標）またはＵＳＢなどで接続される。転送装置８２は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）などによる通信機能により、インターネットに接続する機能を有し、転送装置８２ではあらかじめ設定しておいた携帯電話のＩＰ（Internet Protocol）アドレスや電話番号あるいはメールアドレスなどの携帯電話を特定する機能を有するアドレス情報宛に画像情報を転送する。このとき、符号器２にマイク２０１を接続することで、ドアホン子機７を通さずに、訪問者の音声をマイク２０１で集音し、符号器２でディジタル信号に符号化して画像情報と合わせて携帯電話に転送する。また、携帯電話で応対する居住者の音声は、転送装置８２から圧縮符号・復号器８１に転送され、圧縮符号・復号器８１において圧縮符号化を復号され、宅内通信手段５ｂから宅外通信手段５ａに伝送されて、復号器２０３に転送され、復号器２０３でディジタル信号からアナログ信号に復号した上でスピーカ２０２から発声させることが可能である。このように、携帯電話に転送する機能を有することで自宅を留守にしているときでも、自宅への訪問者への応対が可能になるという効果がある。なお、ここでは携帯電話で応答する人は居住者として説明したが、携帯電話で応答する人は居住者に限らない。また、圧縮符号器８１において画像情報をＭＰＥＧ４形式に圧縮することで、画像情報は最低で５ｋｂｐｓ程度のビットレートの画像に圧縮可能であり、通信速度９．６ｋｂｐｓの現行方式のディジタル携帯電話でも受信可能になる。さらに、携帯電話には大きな画面が無いため、ＭＰＥＧ４形式に圧縮することで伝送情報を減少させ、効率よく画像情報を転送することができる。なお、圧縮符号・復号器８１と転送装置８２は両方の機能を有する単一の装置で置き換えることも可能である。また、宅内通信手段５ｂが宅内通信手段５ｂと圧縮符号・復号器８１との間の入出力インターフェースを切り替える機能を有することでモニタ３と圧縮符号・復号器８１を同時に接続することも可能である。
【００４９】
次に、図２０は、本発明の第３の実施形態を示すシステム構成図である。
この第３の実施形態におけるシステムの基本構成は実施例１で説明した図１と同様であるが、これにモニタ３の代わりに録画機９１を設置し、またタイムスタンプを記録する時刻記録装置９２を追加してある。
【００５０】
この第３の実施形態において、カメラ１で撮像した画像情報を宅外通信手段５ａから宅内通信手段５ｂに伝送する手順は実施例１と同様であるが、宅内通信手段５ｂにはモニタ３の代わりに録画機９１が接続され、宅内通信手段５ｂは伝送されてきた画像情報を録画機９１に転送する。ここで宅内通信手段５ｂと録画機９１の間はEthernet（登録商標）またはＵＳＢなどで接続される。カメラ１、符号器２、宅外通信手段５ａ、宅内通信手段５ｂ、圧縮符号器８１、転送装置８２は、常時起動としても良いが、消費電力の増大などの原因となるため、ドアホン親機６からの起動信号で起動するとしても良い。あるいは宅内通信手段５ｂ、宅外通信手段５ａなどがオートスタート回路（直流電圧の印加を自動的に検知し、装置を起動させる回路）を内蔵している場合には、ドアホン子機７からのトリガ信号（ボタン押し）により、ドアホン親機６がその信号を検出し、通信線７１に直流電圧を重畳する。その結果、宅内通信手段５ｂと宅外通信手段５ａの間で通信が開始され、録画機９１および時刻記録装置９２での記録が開始されるとしても良い。
【００５１】
録画機９１は、伝送されてきた画像情報を記録する機能を有し、居住者が不在の場合などに、訪問者の画像を自動的に記録しておくことで居住者が帰宅後に訪問者を確認することができる。画像情報は符合化したままで録画するが、復号器を使用して復号した画像情報を録画しても良い。このとき、録画時間は、例えば、１０分間と予め設定しておくことも可能である。また、宅内通信手段５ｂには時刻記録装置９２も接続され、時刻記録装置９２は宅内通信手段５ｂに画像が伝送されてきた時刻を自動的に記録する機能を有する。訪問者が訪ねてきた時刻を記録しておくことで、居住者が不在の場合などに帰宅後、訪問者が訪ねてきた時刻を確認できる。また、録画機で記録する画像に同時に時刻情報を上書きすることで、画像を再生した際に時刻も確認できるようにすることも可能である。ここで、録画機９１と時刻記録装置９２の間はEthernet（登録商標）またはＵＳＢなどで接続される。なお、録画機９１と時刻記録装置９２はそれぞれ単独で使用することも可能であるが、両方を組み合わせて使用することで、画像が録画された時刻を知ることができるためさらに有効である。また、カメラ１をマイク付とすることで、ドアホン子機７を通さずに、訪問者の音声をカメラ１のマイクで集音して画像情報と合わせて録画機９１に転送し、画像情報と合わせて記録することで、訪問者の用事を音声情報として記録に残すことも可能である。
【００５２】
次に、図２１Ａ〜Ｃは、本発明の第４の実施形態を示すシステム構成図である。
なお、新設のドアホンシステムにおいても、既設のドアホンシステムと同様に信号線にノイズが重畳され易い場合には、前記通信装置は既設のドアホンシステムの信号線のみではなく、新設のドアホンシステムの信号線に対しても同様に適用して、高速かつ高品質な通信を実現することが可能である。この場合、図２１Ａに示すように、宅内に配置するモニタドアホン１０１は、宅内通信手段１０１１、スピーカ付モニタ１０１２（モニタ、スピーカ、復号器を内蔵する）、マイク１０１３、符号器１０１４、応答スイッチ１０１５を内蔵し、また宅外に配置するカメラドアホン１０２は宅外通信手段１０２１、マイク付カメラ１０２２（カメラ、マイク、符号器を内蔵する）、スピーカ１０２３、復号器１０２４、ドアホンスイッチ１０２５を内蔵する。ここで宅外通信手段１０２１及び宅内通信手段１０１１は、図２で説明した宅外通信手段５ａ及び宅内通信手段５ｂと基本的に同じ構成である。マイク付カメラ１０２２はマイクで集音した音声情報及びカメラで撮像した画像情報を符号器において符号化し、多重化する機能を有し、またスピーカ付モニタ１０１２は復号器において音声情報と画像情報を復号し、分離して音声情報をスピーカで再生し、画像情報をモニタで表示する機能を有する。宅内通信手段１０１１にはスピーカ付モニタ１０１２及び符号器１０１４、応答スイッチ１０１５が接続されるが、プロトコル変換器５６に対して外部機器を複数接続可能なように対応すれば良い。宅外通信手段１０２１についても同様である。モニタドアホン１０１とカメラドアホン１０２は通信線７１で接続される。ここで、通信線７１は、既設のドアホンシステムで用いられているものと同等の特性を有する線や、あるいは同軸ケーブルなどでも良い。ドアホンスイッチ１０２５は、訪問者が該ドアホンスイッチ１０２５を押すことで、例えば、信号を発生させ、その信号が宅外通信手段１０２１から宅内通信手段１０１１に伝送され、常時、起動しているスピーカ付モニタ１０１２のスピーカから宅内に特定パターンの音を発生させて、居住者に訪問者の到着を知らせる等の機能を有する。また応答スイッチ１０１５は、居住者が該応答スイッチ１０１５を押すことで、例えば、マイク１０１３を起動する信号を発生させる。あるいはカメラドアホン１０２のマイク付カメラ１０２２を起動するための信号を発生させ、該信号は宅内通信手段１０１１から宅外通信手段１０２１に伝送され、さらにマイク付カメラ１０２２に伝送されてマイク付カメラ１０２２を起動させる等の機能を有する。カメラドアホン１０２のマイク付カメラ１０２２において撮像された画像情報及び集音された音声情報は宅外通信手段１０２１からモニタドアホン１０１の宅内通信手段１０１１に伝送され、スピーカ付モニタ１０１２に転送される。またマイク１０１３において集音された音声情報は符号器１０１４を経て宅内通信手段１０１１からカメラドアホン１０２の宅外通信手段１０２１に伝送され、復号器１０２４を経てスピーカ１０２３に転送される。また、モニタドアホン１０１をコンセント５０３に接続し、モニタドアホン１０１はコンセント５０３から供給された交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）をＡＣ／ＤＣコンバータにより直流電圧に変換し、モニタドアホン１０１の各回路の駆動電源として供給する。また、モニタドアホン１０１は、ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換した直流電圧を通信線７１に重畳し、カメラドアホン１０２は通信線７１に重畳された直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで変換して、カメラドアホン１０２の各回路の駆動電源として供給する。なお、モニタドアホン１０１がバッテリを内蔵している場合にはコンセント５０３への接続は不要であるが、コンセント５０３に接続することで、バッテリ交換などの管理の手間を省くという効果を有する。
【００５３】
また、新設のドアホンシステムにおいて、画像情報を携帯電話に転送する場合の接続構成を図２１Ｂに示している。基本的には図２１Ａと同様であるが、さらに圧縮符号・復号器１０１６及び転送装置１０１７、転送スイッチ１０１８が追加してある。転送スイッチ１０１８がオフ設定の時は、図２１Ｂは図２１Ａと同様に動作するが、転送スイッチ１０１８がオン設定のときは、図２１Ｂの圧縮符号・復号器１０１６及び転送装置１０１７は図１９で説明したものと基本的に同じように動作する。具体的には、オン設定の場合には、ドアホンスイッチ１０２５が押されると、ドアホンスイッチ１０２５で発生した起動信号が宅外通信手段１０２１から宅内通信手段１０１１に伝送され、宅内通信手段１０１１から圧縮符号・復号器１０１６及び転送装置１０１７に送られて、圧縮符号・復号器１０１６及び転送装置１０１７が起動する。マイク付カメラ１０２２で撮像した画像及び音声情報は宅外通信手段１０２１に転送された上で、宅外通信手段１０２１から通信線７１を通信線として宅内通信手段１２１１に伝送され、圧縮符号・復号器１０１６で圧縮された後に転送装置１０１７から留守中の居住者の携帯電話に転送される。また携帯電話で応答する居住者の音声は転送装置１０１７を経て、圧縮符号・復号器１０１６で圧縮符合化を復号された上で、宅内通信手段１０１１から宅外通信手段１０２１に伝送され、復号器１０２４で復号されてスピーカ１０２３から再生される。なお、図１９で説明したのと同様、携帯電話で応答する人は居住者に限らない。
【００５４】
次に、新設のドアホンシステムにおいて、画像情報を録画する場合の接続構成を図２１Ｃに示している。基本的には図２１Ａと同様であるが、さらに記録スイッチ１０１９及び録画機１０１９１、時刻記録装置１０１９２が追加してある。記録スイッチ１０１９がオフ設定の時は、図２１Ｃは図２１Ａと同様に動作するが、記録スイッチ１０１９がオン設定のときは、図２１Ｃの録画機１０１９１、時刻記録装置１０１９２は図２０で説明したものと基本的に同じように動作する。なお、録画機１０１９１、時刻記録装置１０１９２は、例えば、ドアホンスイッチ１０２５が押されると同時に、自動的に録画を開始しても良いし、あるいは応答スイッチ１０１５が押されるのに合わせて録画を開始しても良い。このための起動信号はドアホンスイッチ１０２５が押された場合には、該起動信号は宅外通信手段１０２１から宅内通信手段１０１１に伝送され、録画機１０１９１及び時刻記録装置１０１９２に送られる。あるいは応答スイッチが押された場合には、起動信号は宅内通信手段１０１１に転送され、同様に録画機１０１９１及び時刻記録装置１０１９２に送られる。このとき、マイク付カメラ１０２２で撮像された画像情報及び集音された音声情報は符号器で符号化された後、宅外通信手段１０２１に転送され、宅外通信手段１０２１から宅内通信手段１０１１に伝送されて、録画機１０１９１に転送されて時刻情報と共に録画される。あるいは該画像情報及び音声情報は宅内通信手段１０１１からスピーカ付モニタ１０１２の復号器に転送され、該復号器で復号された上で、録画機１０１９１に転送して時刻情報と共に録画しても良い。
【００５５】
既設のドアホンシステムに後から通信手段を追加した場合には装置が複数設置されることになり、見栄えが悪くなったり、スペースが足りないといった問題が発生する可能性があるが、ドアホンと通信手段を合わせて１つの装置とすることでこれらの問題を解決できるという効果を有する。また既設の通信線を使用できれば、新たなケーブリングが不要となり、配線コストを削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上、本発明によれば、家電機器などからのノイズが通信線に重畳されても、これに大きく影響を受けることなく、ドアホンシステムの信号線を通信線としてカメラで撮像した高速かつ高画質の画像情報を安定して伝送することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第一の実施形態を示した説明図である。
【図２】宅外通信手段５ａの内部構成を示した説明図である。
【図３】結合器７２を備える宅外通信手段５ａの内部構成を示した説明図である。
【図４】結合器７２の接続構成例を説明する図である。
【図５】通信特性を説明する図である。
【図６】一般のマルチキャリアのスペクトルを説明する図である。
【図７】ＯＦＤＭのスペクトルを説明する図である。
【図８】ガウス雑音下での伝送誤り特性を説明する図である。
【図９】一定時間毎のＳ／Ｎ評価のための処理フロー図である。
【図１０】伝送フォーマットを説明する図である。
【図１１】ＱＰＳＫの信号点配置を説明する図である。
【図１２】ＱＰＳＫのＳ／Ｎ評価を説明する図である。
【図１３】イベント駆動によるＳ／Ｎ評価のための処理フロー図である。
【図１４】スペクトル拡散通信方式を適用した宅外通信手段５ａの内部構成を説明する図である。
【図１５】上り方向と下り方向の送信時間割り当てを説明する図である。
【図１６】信号線に分岐があるときの通信装置の接続形態を示した説明図である。
【図１７】集合住宅において信号線を共有している場合の通信装置の接続形態を示した説明図である。
【図１８】集合住宅において信号線を別々に配線している場合の通信装置の接続形態を示した説明図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態を示した説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態を示した説明図である。
【図２１Ａ】本発明の第４の実施形態において、新設のドアホンシステムの接続構成を示す説明図である。
【図２１Ｂ】本発明の第４の実施形態における新設のドアホンシステムにおいて、画像情報を携帯電話に転送する場合の接続構成を示す説明図である。
【図２１Ｃ】本発明の第４の実施形態における新設のドアホンシステムにおいて、画像情報を録画する場合の接続構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    カメラ
２    符号器
３    モニタ
４ａ、４ｂ    スプリッタ
５ａ  宅外通信手段
５ｂ  宅内通信手段
６    ドアホン親機
７    ドアホン子機
８    部屋番号入力端末
９    切替スイッチ
５０  ＢＰフィルタ
５１  受信アンプ
５２  アナログ／ディジタル変換器
５３  等化器
５４  復調器
５５  アクセスコントローラ
５６  プロトコル変換器
５７  変調器
５８  ディジタル／アナログ変換器
５９  送信アンプ
６０  ＢＰフィルタ
６１  タイミング／同期回路
６２  スペクトル拡散逆拡散器
６３  スペクトル拡散変調器
６４  拡散符号発生器
７１  通信線
７２  結合器
８１  圧縮符号・復号器
８２  転送装置
９１  録画機
９２  時刻記録装置
１０１  モニタドアホン
１０２  カメラドアホン
２０１  マイク
２０２  スピーカ
２０３  復号器
５０１  直流電圧
５０２  ＡＣ／ＤＣコンバータ
５０３  コンセント
５０４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０１１  宅内通信手段
１０１２  スピーカ付モニタ
１０１３  マイク
１０１４  符号器
１０１５  応答スイッチ
１０１６  圧縮符号・復号器
１０１７  転送装置
１０１８  転送スイッチ
１０１９  記録スイッチ
１０１９１  録画機
１０１９２  時刻記録装置
１０２１  宅外通信手段
１０２２  マイク付カメラ
１０２３  スピーカ
１０２４  復号器
１０２５  ドアホンスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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