(57)【要約】【課題】映像信号を同軸ケーブルで伝送した際、再生された画像に「にじみ」及び「輝度不足」が現れることの少ない映像信号増幅装置を提供する。【解決手段】入力映像信号を増幅し映像信号出力とする映像信号増幅器と、該映像信号出力を所望の距離までケーブル伝送する同軸ケーブルとを有する映像信号増幅装置であって、前記入力映像信号が分配入力されて増幅し微分用映像信号出力とする微分用増幅器と、該微分用映像信号を微分し微分映像信号出力とする微分回路と、該微分映像信号出力をオン／オフするスイッチ回路とが従属接続された少なくとも１つの付加増幅回路が前記映像信号増幅器に並列接続され、前記映像信号増幅器の出力と前記少なくとも１つの付加増幅回路の出力とを電圧合成した電圧合成映像信号を増幅し、前記同軸ケーブルの入力とする映像信号合成増幅器と、が備えられた。【選択図】    図１
2007166380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号を増幅し映像信号出力とする映像信号増幅器と、
該映像信号出力を所望の距離までケーブル伝送する同軸ケーブルとを有する映像信号増幅装置であって、
前記入力映像信号が分配入力されて増幅し微分用映像信号出力とする微分用増幅器と、
該微分用映像信号を微分し微分映像信号出力とする微分回路と、
該微分映像信号出力をオン／オフするスイッチ回路とが従属接続された少なくとも１つの付加増幅回路が前記映像信号増幅器に並列接続され、
前記映像信号増幅器の出力と前記少なくとも１つの付加増幅回路の出力とを電圧合成した電圧合成映像信号を増幅し、前記同軸ケーブルの入力とする映像信号合成増幅器と、が備えられた映像信号増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号の同軸ケーブル伝送に関し、特に信号の強さに依存するレベルの制限に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティ、災害などに適用する監視システムの設備化が推進されている。その代表的な情報手段として監視画像が用いられ、監視画像の映像信号がケーブル伝送されて遠隔監視する監視システムが多い。監視画像の鮮明さがますます求められるようになってきた。
図５に従来技術の映像信号増幅装置のブロック図を示す。
ＲＧＢのビデオ信号（以下「映像信号」という。）を入力する映像信号入力端子１に映像信号が入力され、この映像信号は映像信号増幅器２によって所望の映像信号の電圧レベルまで増幅し、映像信号出力端子３から増幅された映像を描き出す映像信号を同軸ケーブル４へ出力する。
同軸ケーブル４によって８０ｍ以上に延長して所望の距離まで伝送された映像信号は同軸ケーブル出力端子５に出力される。
同軸ケーブル出力端子５では伝送路を通された映像信号が映像信号波形モニタ６によって映像波形の時間軸―電圧レベル軸の特性測定が行われる。
また、映像信号出力端子３に映像信号波形モニタ６を接続すれば同軸ケーブル４の入力端の映像信号波形の時間軸―電圧レベル軸の特性測定が行われる。
図６に従来技術の映像信号波形図を示す。
図６（Ａ）は、映像画面の走査線の走査の様子を示す図である。
図６（Ｂ）は、映像信号入力端子１に入力される映像信号であり、階段状の波形が一つの走査線分の映像を与える映像信号である。映像信号の立ち上がり（ｅ）の高さ（０．７Ｖ）が１ドット分の輝度を与える。
図７に従来技術の映像信号増幅装置の映像信号波形の一部分の実測例図を示す。これは映像信号入力の波形である図６（Ｂ）の立ち上がり部分（ｅ）にあたる部分の波形である。
図７（Ａ）は、映像信号増幅器２によって増幅された映像信号が同軸ケーブル４へ出力される映像信号出力端子３に現れ、映像信号波形モニタ６に映し出された映像信号波形の部分である。
映像信号波形の立ち上がり部分の波形（ア）が急峻であることが分かる。これであれば正常な画像が再生される。
図７（Ｂ）は、映像信号増幅器２によって増幅された映像信号が同軸ケーブル４を伝送して、同軸ケーブル出力端子５に到達した映像信号波形を映像信号波形モニタ６に映し出された映像信号波形の部分である。
映像信号波形の立ち上がり部分の波形（イ）が緩慢であり、パルス平坦部の電圧レベルが減衰（ウ）して、映像信号の劣化が生じていることが分かる。これは同軸ケーブル４を構成する接地に対して並列容量（１ｍ当たり５５ｐＦ〜１００ｐＦ）の影響で高域周波数特性の減衰によるものであり、立ち上がり部分の波形（イ）が緩慢であれば再生された画像に「にじみ」が、及びパルス平坦部の電圧レベルが減衰（ウ）していれば再生された画像に「輝度不足」が現れる。
【０００３】
所定周波数の映像信号を伝送する同軸ケーブルを有するテレビジョンカメラ装置において、ケーブル長を変えても映像信号の高域周波数成分の減衰を自動的に補償するために、マーカ信号発振器、ピーキング回路及びこれらを制御する回路を備えたものがあった。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３６３１６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上説明したように従来技術の装置では、映像信号を同軸ケーブル伝送し、ケーブル長が８０ｍ以上となる場合、同軸ケーブル出力端での映像信号の高域周波数成分の減衰が起こり、立ち上がりが緩慢となり、再生された画像に「にじみ」及び「輝度不足」が現れる問題があった。また、これを補償するような回路があっても、複雑な回路方式の回路を具備しなければならない問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、映像信号を同軸ケーブルで伝送した際、ケーブル長が８０ｍ以上となる場合でも、簡易な回路の追加で再生された画像に「にじみ」及び「輝度不足」が現れることの少ない映像信号増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明の映像信号増幅装置は、入力映像信号を増幅し映像信号出力とする映像信号増幅器と、
該映像信号出力を所望の距離までケーブル伝送する同軸ケーブルとを有する映像信号増幅装置であって、
前記入力映像信号が分配入力されて増幅し微分用映像信号出力とする微分用増幅器と、
該微分用映像信号を微分し微分映像信号出力とする微分回路と、
該微分映像信号出力をオン／オフするスイッチ回路とが従属接続された少なくとも１つの付加増幅回路が前記映像信号増幅器に並列接続され、
前記映像信号増幅器の出力と前記少なくとも１つの付加増幅回路の出力とを電圧合成した電圧合成映像信号を増幅し、前記同軸ケーブルの入力とする映像信号合成増幅器と、が備えられた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を実施すれば、映像信号の同軸ケーブル伝送において、ケーブル長が８０ｍ以上および以下であっても、再生された画像に「にじみ」および「輝度不足」が現れることの少ない簡易な回路の追加であるので、ＩＣ化、小形・軽量化、低価格化の装置の実現を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の映像信号増幅装置のブロック図を示す。
映像信号入力端子１に映像信号が入力され、この入力映像信号は映像信号入力端子１に接続された映像信号増幅器２によって所望の映像信号の電圧レベルまで増幅されて映像信号出力とされる。
映像信号入力端子１に映像信号が入力され、この入力映像信号は分配されて映像信号入力端子１に接続された微分用増幅器（ａ）１１および微分用増幅器（ｂ）１５によって、それぞれ所望の映像信号の電圧レベルまで増幅されて微分用映像信号出力（ａ）、（ｂ）とされる。
映像信号増幅器２によって増幅され、映像を描き出す主たる映像信号出力は映像信号合成増幅器１０へ入力され、更に、微分用増幅器（ａ）１１によって増幅された微分用映像信号出力（ａ）は微分回路（ａ）１２へ入力され、および微分用増幅器（ｂ）１５によって増幅された微分用映像信号出力（ｂ）は微分回路（ｂ）１６へ入力される。
微分回路（ａ）１２によって微分され、微分用映像信号出力（ａ）の波形の立ち上がりエッジのみを所望の電圧レベルで抽出された微分映像信号出力（ａ）はスイッチ回路（ａ）１３へ入力され、および微分回路（ｂ）１６によって微分され、微分用映像信号出力（ｂ）の波形の立ち上がりエッジのみを所望の電圧レベルで抽出された微分映像信号出力（ｂ）はスイッチ回路（ｂ）１７へ入力される。
スイッチ制御端子（ａ）１４に入力される制御信号（ａ）によって微分映像信号出力（ａ）をオン／オフ制御して、通過する微分映像信号出力（ａ）が映像信号合成増幅器１０へ入力される。
スイッチ制御端子（ｂ）１８に入力される制御信号（ｂ）によって微分映像信号出力（ｂ）をオン／オフ制御して、通過する微分映像信号出力（ｂ）が映像信号合成増幅器１０へ入力される。
映像信号合成増幅器１０では、映像信号増幅器２によって増幅された映像信号出力とスイッチ回路（ａ）１３およびスイッチ回路（ｂ）１７で選択された微分映像信号出力とが電圧レベルの加算合成および増幅が行われて、その出力である合成・増幅映像信号が映像信号出力端子３に現れる。  
合成・増幅映像信号は映像信号出力端子３から同軸ケーブル４へ出力される。
同軸ケーブル４によって８０ｍ以上の所望の距離までケーブル伝送された合成・増幅映像信号は同軸ケーブル出力端子５に出力される。
映像信号増幅装置は、以上のブロックにより構成されているものである。
同軸ケーブル出力端子５では伝送路に伝送され、伝送路での影響を受けた合成・増幅映像信号が映像信号波形モニタ６によって映像信号波形の時間軸―電圧レベル軸の特性測定が行われる。
また、映像信号出力端子３に映像信号波形モニタ６を接続すれば同軸ケーブル４の入力端の合成・増幅映像信号波形の時間軸―電圧レベル軸の特性測定が行われる。
以上の説明では、２つの微分映像信号出力を合成して所望の電圧レベルおよび電圧波形を得るために、従属接続された回路である微分用増幅器―微分回路―スイッチ回路を２段並列接続して構成しているが、従属接続された回路である微分用増幅器―微分回路―スイッチ回路は、これを３以上の並列多段回路の構成にして３つ以上の微分映像信号出力をオン／オフするスイッチ回路により選択、合成して所望の電圧レベルおよび電圧波形を得るようにして、ケーブル長の増加に対応させ、同軸ケーブル出力端での立ち上がりパルスの急峻およびパルス平坦部の電圧レベルを補償するような合成された映像信号を得るようにしてもよい。
【００１０】
図２は本発明の映像信号増幅装置の増幅・合成部の回路図を示す。
１０１は、従属接続された回路である微分用増幅器（ａ）１１―Ｒ０２―微分回路（ａ）１２―スイッチ回路（ａ）１３とスイッチ制御端子１４とによって形成される付加増幅回路（ａ）である。
１０２は、従属接続された回路である微分用増幅器（ｂ）１５―Ｒ０３―微分回路（ｂ）１６―スイッチ回路（ｂ）１６とスイッチ制御端子１８とによって形成される付加増幅回路（ｂ）である。
付加増幅回路（ａ）と付加増幅回路（ｂ）とは並列接続される。更に、これと映像信号増幅器２とが並列接続され、その出力側の並列接続端は映像信号出力と微分映像信号出力（ａ）と微分映像信号出力（ｂ）とが電圧合成された電圧合成映像信号として映像信号合成増幅器１０に入力される。
映像信号入力端子１に入力映像信号が外部より入力され、これが映像信号増幅器２に導かれ、更に、分配されて微分用増幅器（ａ）１１および微分用増幅器（ｂ）１５に導かれる。
これら各増幅器を構成する回路素子は、それぞれ演算増幅器を用いた増幅素子である。
映像信号増幅器２、微分用増幅器（ａ）１１および微分用増幅器（ｂ）１５のそれぞれの出力端に対応して直列に接続される抵抗器Ｒ０１、Ｒ０２、Ｒ０３の値は、それぞれの増幅器の回路の特性インピーダンス（例えば、いずれも７５Ω）とする。
微分回路（ａ）１２，微分回路（ｂ）１６は、それぞれτ１＝Ｃ１、Ｒ１及びτ２＝Ｃ２、Ｒ２の時定数回路によって形成される微分回路であり、微分映像信号出力（ａ）、（ｂ）のパルス立ち上がりエッジを捉え、ひげ状のパルスが微分映像信号（ａ）、（ｂ）として作成される。
スイッチ回路（ａ）１３は、スイッチ制御端子（ａ）１４に入力される制御信号（ａ）によって微分映像信号出力（ａ）をオン／オフ制御する。
スイッチ回路（ｂ）１７は、スイッチ制御端子（ｂ）１８に入力される制御信号（ｂ）によって微分映像信号出力（ｂ）をオン／オフ制御する。
スイッチ回路（ａ）１３及びスイッチ回路（ｂ）１７の両方共がオンであれば、映像信号増幅器２で増幅された映像信号出力と二つの微分映像信号出力（ａ）、（ｂ）とがワイアードオアによって加算合成されて所望の電圧レベル、電圧波形の電圧合成映像信号を得て、次に、演算増幅器を用いた増幅が行われる映像信号合成増幅器１０に入力される。
映像信号合成増幅器１０の入力側で加算合成された電圧合成映像信号は映像信号合成増幅器１０の増幅動作で立ち上がりの電圧レベルが強調された合成・増幅映像信号にされて特性インピーダンス（例えばＲ０４が７５Ω）を経て映像信号出力端子３に出力される。
微分用増幅器１１、１５の増幅度は、予め、所望の同軸ケーブルのケーブル長での伝送損失を補償するような値に選べばよい。
なお、ケーブル長が８０ｍ以下（１０ｍ〜５０ｍ程度）であって所望の距離に対応した伝送を行うには、スイッチ回路１３、１７のいずれかをオフとし微分回路１２，１６の片側の微分映像信号出力を通過させ映像信号増幅器２で増幅された映像信号と一つの微分映像信号とがワイアードオア加算合成されて所望の電圧レベルの電圧合成映像信号を得て、更に、増幅が行われる映像信号合成増幅器１０に入力され、合成・増幅された映像信号が出力されるようにしてもよい。
更に、ケーブル長が短い（例えば１０ｍ以下）のであれば、スイッチ回路１３、１７のいずれをもオフとし微分回路１２，１６の両方の微分映像信号を通過させず、映像信号増幅器２で増幅された映像信号のみが映像信号合成増幅器１０に入力され、増幅された映像信号が出力される。
【００１１】
図３は本発明の映像信号増幅装置の映像信号波形の概念図を示す。
映像信号入力端子１の波形は、映像信号入力端子１に外部より入力映像信号が入力され、この入力映像信号の一部分としてパルス立ち上がりエッジを示し、パルスの立ち上がりは急峻であり、電圧レベルは１Ｖとした図示である。
映像信号増幅器出力の波形は、映像信号増幅器２で増幅された映像信号出力のパルス立ち上がりエッジを示し、パルスの電圧レベルは１．５Ｖとした図示である。微分用増幅器（ａ）１１の出力である微分用映像信号出力（ａ）および微分用増幅器（ｂ）１５の出力である微分用映像信号出力（ｂ）も概ね類似の増幅波形である。
微分回路ａ出力の波形は、微分用増幅器（ａ）１１によって増幅された微分用映像信号出力（ａ）のパルス立ち上がりエッジが微分されて、約１Ｖのひげ状のパルスとなった時定数τ１の微分映像信号出力（ａ）である。
微分回路ｂ出力の波形は、微分用増幅器（ｂ）１５によって増幅された微分用映像信号出力（ｂ）のパルス立ち上がりエッジが微分されて、約１Ｖのひげ状のパルスとなった時定数τ２の微分映像信号出力（ｂ）である。
τ１＝Ｃ１、Ｒ１の時定数回路により定まる時定数とτ２＝Ｃ２、Ｒ２の時定数回路により定まる時定数とが同じ（τ１＝τ２）であれば、一つの微分波形に相似の波形で振幅増加された波形となり、異なる（τ１≠τ２）ようにすれば、立ち上がり波形の形状を調整してケーブル伝送後の所定の映像信号波形にするような合成微分波形としてもよい。
次に、映像信号出力端子３の波形は、映像信号増幅器２から出力された映像信号出力と付加増幅回路（ａ）１０１から出力された微分映像信号出力（ａ）と付加増幅回路（ｂ）１０２から出力された微分映像信号出力（ｂ）との波形が電圧加算合成されて電圧合成映像信号となり、これが映像信号合成増幅器１０にて増幅されて形成された合成・増幅映像信号波形であり、この波形パルスのパルス平坦部の電圧レベルは２．０Ｖおよび、このパルス平坦部の電圧レベル２．０Ｖに加えられ、立ち上がり時、約１Ｖの電圧レベルのひげ状のパルス（合計３Ｖ）とした図示である。これが同軸ケーブルに入力されてケーブル伝送される。
同軸ケーブル出力端子５の波形は、同軸ケーブル４によって８０ｍ以上の所望の距離まで伝送された合成・増幅映像信号が同軸ケーブル出力端子５に出力され、立ち上がり急峻な、約１．３Ｖのパルスパルス平坦部の電圧レベルとされた伝送後における所定の映像信号とされた図示である。
【００１２】
図４は本発明の映像信号増幅装置の映像信号波形の実測例図を示す。
図４（Ａ）は、合成・増幅された映像信号が同軸ケーブル４へ出力される映像信号出力端子３に現れたものであり、映像信号波形モニタ６に映し出された合成・増幅映像信号波形の部分図示である。
合成・増幅映像信号波形の立ち上がり部分のひげ状のパルス波形（エ）が微分映像波形により立ち上がりが強調された映像波形であることが分かる。
図４（Ｂ）は、映像信号合成増幅器１０から同軸ケーブル４へ出力された合成・増幅映像信号がケーブル伝送されて、同軸ケーブル出力端子５に到達した伝送された合成・増幅映像信号の波形を映像信号波形モニタ６に映し出された波形の部分図示である。
この映像信号波形の立ち上がり部分の波形（オ）が１Ｖに達するまで急峻であることが分かる。図４（Ａ）の映像信号波形が同軸ケーブルの伝送路を伝搬するにしたがって、同軸ケーブルの接地に対する並列容量の影響による高域周波数特性の減衰に伴い、予め強調された立ち上がり波形が減衰されるものの、同軸ケーブルの出力端では図４（Ｂ）の（オ）および（カ）で図示されるような所望の立ち上がり波形およびパルス平坦部の電圧レベルが得られる。
従って、立ち上がり部分の波形（オ）が所定の急峻状態が保たれているので、再生された画像に「にじみ」の発生がなく、及びパルス平坦部の電圧レベルが所定値以上に確保された（カ）のレベルであるので、再生された画像に「輝度不足」が現れることがない。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、監視システム等のあらゆる映像信号を用いる安全システム等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の映像信号増幅装置のブロック図である。
【図２】本発明の映像信号増幅装置の増幅・合成部の回路図である。
【図３】本発明の映像信号増幅装置の映像信号波形図である。
【図４】本発明の映像信号増幅装置の映像信号波形図である。
【図５】従来技術の映像信号増幅装置のブロック図である。
【図６】従来技術の映像信号波形図である。
【図７】従来技術の映像信号増幅装置の映像信号波形の一部分図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  映像信号入力端子
２  映像信号増幅器
３  映像信号出力端子
４  同軸ケーブル
５  同軸ケーブル出力端子
６  映像信号波形モニタ
１０  映像信号合成増幅器
１１，１５  微分用増幅器
１２，１６  微分回路
１３，１７  スイッチ回路（ＳＷ）
１４，１８  スイッチ制御端子
１０１，１０２  付加増幅回路
【図１】
2007166380.tif 000003
【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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