JP2006010580A - コンピュータスイッチ装置のライン長さ測定装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビデオ信号を伝送するのに用いる伝送ラインのライン長さを測定し、伝送ラインが少なくとも三本のサブラインを有するライン長さ測定装置を提供する。
【解決手段】 ライン長さ測定装置１００は、信号合成回路１０２、信号変換回路１０６およびライン長さ計算回路１０８を少なくとも備える。ビデオ信号の垂直同期信号が有効なとき、信号合成回路１０２には電気信号がサブラインの一つへ重ねて入力される。信号変換回路２０６はサブラインにより伝送された後の電気信号を数値へ変換する。ライン長さ計算回路１０８は、数値を基にして伝送ライン１０４のライン長さを算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ライン長さ測定装置に関し、特にアナログ信号伝送ラインのライン長さを測定する装置に関する。

情報技術の急速な発達に伴い、コンピュータおよびその周辺機器は大変普及してきている。コンピュータのユーザは、一般にマウスおよびキイボードなどの入力周辺装置を使用してコンピュータを操作する。コンピュータのユーザは、モニターやスピーカーなどの出力周辺装置を通してコンピュータの状態をモニターによる表示或いは音声指示により常に把握することができる。

表示スクリーンは一般に、例えば赤色、緑色、青色である三種類のカラー信号を使用することにより、カラー変化を処理する。そして全てのカラー変化は、これら三種類のカラー信号を重ねることにより発生させることができる。また、一般の表示スクリーンはアナログ出力であるため、電圧の制御方式により映像画面のカラーを調整して、各画素に連続階調を表示させて、真に迫った鮮やかな画質を再現することができる。

パーソナルコンピュータは、ビデオディスプレイカードを利用してビデオ信号をネットワーク伝送ラインにより表示スクリーン上に出力するとき、ビデオ信号にはネットワーク伝送ラインのインピーダンスマッチングに合わせて信号が減衰する現象が発生する。もしビデオ信号の補正を行わない場合、表示スクリーン上の画面はぼやけてはっきりとしなくなる。反対に、ビデオ信号に対して過度の補正をおこなった場合、表示スクリーン上に激しい現象が起き、表示スクリーンの使用期間は短くなってしまう。

伝送ラインが１０メートルを超える場合、ビデオ信号は大幅に減衰して、表示スクリーンの画像品質が劣化し、表示スクリーン上の操作画面の識別ができなくなった。また、例えばシールドツイストペア（Shielding Twisted Pair：ＳＴＰ ）ラインまたはフォイルツイストペア（Foil Twisted Pair：ＦＴＰ）ラインなどといった、異なった形式の伝送ラインは、周波数応答も異なり、ビデオ信号が伝送される際、ビデオ信号が伝送ラインの違いにより異なったレベルの信号減衰または変形を発生させる。これらの原因は、実際に応用する際、固定方式により異なる長さや種類の伝送ラインに発生した信号減衰或いは変形の状況を補正する簡単な信号補正装置を使用することが困難であるためである。

従来技術では、高速データストリームの発信と返信される時間差から伝送ラインのライン長さを算出する方法が提供されていた。しかし、この方法はコストが非常に高い上、実施も容易でなかった。また、従来技術は測定用の電子信号を時間ごとに伝送ライン中のＵＡＲＴサブライン上に重ねて入力するさらに別の方法が提供されていた。このＵＡＲＴサブラインは、主にキイボードやマウスなどへの電気信号の伝送に使用された。しかしこの方法では、先ずＵＡＲＴサブライン中のその他の信号通信を停止させなければ伝送ラインのライン長さを測定することができなかった。また、もし継続してＵＳＢインターフェイスのキイボードやマウスなどを使用するときなど、通信が非常に混んでいる場合、この方法では信号通信の帯域幅が大幅に低下するとともに、電気信号が遅延する問題も発生した。

本発明の第１の目的は、コストが低く回路が簡単で、他の信号補正装置と合わせて使用して、ライン長さにより減衰した信号を補正するライン長さ測定装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、コンピュータスイッチ装置に設けて、コンピュータスイッチ装置の様々な長さや種類を有する伝送ラインのライン長さを計測するのに用い、その後に行うビデオ信号補正の基にするライン長さ測定装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、伝送ラインのライン長さを測定するとき、その他の信号の通信帯域幅を占用せず、方法が簡単でその他の信号補正方法と合わせて使用することが容易なライン長さ測定方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明はビデオ信号を伝送するのに用いる伝送ラインのライン長さを測定し、伝送ラインが少なくとも三本のサブラインを有するライン長さ測定装置を提供する。そしてライン長さ測定装置は、信号合成回路、信号変換回路およびライン長さ計算回路を少なくとも備える。ビデオ信号の垂直同期信号が有効なとき、信号合成回路には電気信号がサブラインの一つへ重ねて入力される。信号変換回路はサブラインにより伝送された後の電気信号を数値へ変換する。ライン長さ計算回路は、その数値を基にして伝送ラインのライン長さを算出する。

また、本発明はビデオ信号を伝送する伝送ラインのライン長さを測定する、ライン長さ測定方法を提供する。ビデオ信号の垂直同期信号が有効なとき、電気信号をビデオ信号の三つのカラー信号中の一つへ重ねて入力する。続いて、伝送ラインにより伝送された後の電気信号を数値へ変換する。その後、この数値を基にして伝送ラインのライン長さを算出する。

本発明の好適な一実施例によると、垂直同期信号およびビデオ信号の水平同期信号がそれぞれカラー信号中の二つへ重ねて入力されると、この電気信号は残りのもう一つのカラー信号中へ重ねて入力される。この電気信号は標準方形波信号で、その周波数は約４００万〜１２００万ヘルツ（Ｈｚ）の範囲内であり、好適には約８００万ヘルツ（Ｈｚ）である。

電気信号はカラー信号へ重ねて入力された後、先ず差動信号へ転換されてから伝送ラインにより伝送され、伝送された後の差動信号を単線信号へ変換してから数値に変換する。続いて、数値を変換するとき、先ず伝送ラインにより伝送された後の電気信号を濾波して直流信号にする。その後、直流信号の直流レベルを調整してから、すでに調整された直流レベルの直流信号を数値へ変換する。

また、上述のステップにより、標準電圧と直流信号の直流レベルとを比較して直流レベルを調整する。直流信号の直流レベルと標準電圧の差値とが大きくなるほど、直流信号の出力電圧が高まる。直流信号の直流レベルと標準電圧の差値が小さくなるほど、直流信号の出力電圧は低くなる。

また、好適な実施例は既に重ねて入力された垂直同期信号のカラー信号中から垂直同期信号を抽出し、抽出された垂直同期信号が有効なとき、伝送ラインのライン長さを計算する。三つのカラー信号には赤色カラー信号、緑色カラー信号および青色カラー信号が含まれる。本発明のもう一つの好適な実施例によると、三つのカラー信号には輝度カラー信号、色度信号および色差カラー信号が含まれる。

この好適な実施例は、垂直同期信号が有効なとき、標準方形波信号をもう一つの重なっていない水平または垂直同期信号のカラー信号中へ重ねて入力し、この標準方形波信号が伝送ラインにより伝送された後の減衰レベルをもとに、伝送ラインのライン長さを計算する。垂直同期信号が有効なとき、他に重ねて入力された電気信号は表示器上に何も現れないため、ユーザに不便性を全く与えない。

また、この好適な実施例では、伝送ライン中でもともと使用していない帯域幅を十分に利用することにより、ＵＡＲＴサブラインを占用して、通信帯域幅を低下させて信号が遅延する問題点を改善することができる。また、この好適な実施例で使用する電子素子構造は簡単でコストが安いため、実施や使用がより簡単で、もう一つの信号補正装置を合わせて使用し、伝送ラインのライン長さにより減衰したアナログ信号を有効かつ正確に補正することができる。

図１は、本発明の好適な一実施例を示す。ライン長さ測定装置１００を用いてビデオ信号を伝送する伝送ライン１０４のライン長さを測定する。伝送ライン１０４は、各々のサブラインがビデオ信号に含まれる、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラー信号、或いは輝度（Ｙ）、色度（Ｕ）、色差（Ｖ）のカラー信号などといった三つのカラー信号を伝送する三本のサブラインを少なくとも有する。ビデオ信号は、一般的に三つのカラー信号以外に、水平同期信号（Ｈ）および垂直同期信号（Ｖ）をさらに含む。

上述の三つのカラー信号はアナログ信号であり、水平同期信号および垂直同期信号はデジタル信号である。アナログ信号は長距離で伝送されるときに、信号の減衰が発生するため、信号自体の変形および歪みが発生するが、デジタル信号ではこのような問題は発生しない。

このライン長さ測定装置１００は、信号合成回路１０２、信号変換回路１０６およびライン長さ計算回路１０８を少なくとも備える。ビデオ信号は、先ず信号合成回路１０２中へ入力される。ビデオ信号の垂直同期信号が有効なとき、信号合成回路１０２には標準方形波信号などの電気信号がある一つのカラー信号中に重ねられて入力される。垂直同期信号が有効なとき、表示器はビデオ信号を全く出力しない。つまり、垂直同期信号が有効なとき、別に重ねて入力された電気信号は表示器の画面に全く表示されないため、ユーザに不便性を全く与えない。

伝送ライン１０４により伝送された後、信号変換回路１０６は伝送された電気信号を数値に変換し、例えばアナログ−デジタル変換回路によりアナログ信号とデータとの間で変換をおこなう。その後、ライン長さ計算回路１０８は、この数値を基にして伝送ライン１０４のライン長さを計算し、後続するその他の信号補正装置が異なる長さや種類の伝送ライン１０４の信号減衰を補正する。

図２は図１の好適な一実施例を示し、図１と合わせてこの好適な実施例を説明する。コンピュータに設けられたビデオディスプレイカードなどの画像出力装置２１２は、伝送ライン２０４によりビデオ信号を表示器２４２へ出力する。このビデオ信号は、赤色カラー信号（Ｒ）、緑色カラー信号（Ｇ）、青色カラー信号（Ｂ）、水平同期信号（Ｈ）および垂直同期信号（Ｖ）を有する。各伝送ライン２０４は赤色カラー信号（Ｒ）、緑色カラー信号（Ｇ）、青色カラー信号（Ｂ）を伝送する三本のサブラインを備える。水平同期信号（Ｈ）および垂直同期信号（Ｖ）はそれぞれ上述した三つのカラー信号中の任意の二つに重ねて入力される。

ビデオ信号の周波数は理論上、約６６００万ヘルツに達するはずであるが、大部分のビデオ信号の周波数は、約４００万〜１２００万ヘルツ（Ｈｚ）の範囲の信号減衰レベルであり、伝送ライン２０４の周波数応答および信号自体の周波数と関連する。そのため、この好適な実施例では８ＭＨｚ信号発生器２１４を使用し、周波数が約８００万ヘルツ（Ｈｚ）の標準方形波信号を生成して伝送ライン２０４のライン長さを測定する。

垂直同期信号が有効なとき、信号合成回路２１０はこの８ＭＨｚの標準方形波信号をもう一つの重ねていない水平或いは垂直の同期信号のカラー信号中へ重ねて入力する。つまり、三つのカラー信号が伝送ラインにより伝送されるとき、水平同期信号、垂直同期信号および８ＭＨｚ標準方形波信号に重ねられて入力される。この好適な一実施例では、異なるカラー信号と水平、垂直同期信号および標準方形波信号が重ねられて入力されるときの組合方式を限定せず、如何なる組合せもこの好適な一実施例中に適用することができる。

また、入力されたビデオ信号中で、例えばＳＵＮシステムのビデオ信号など、垂直同期信号および水平同期信号を合成する状況がおきる場合、先ず垂直同期信号および水平同期信号を分解してから、カラー信号中へそれぞれ重ねて入力される。

既にその他のデジタル信号へ重ねて入力されたカラー信号は、伝送ライン２０４により伝送された後、信号受信回路２１６により受信される。その後、その他のデジタル信号へ重ねて入力されたカラー信号は、カラー信号回復回路２２２により、その他のデジタル信号を含まない三つのカラー信号へ回復する。しかし、伝送ライン２０４により伝送された後、これらアナログのカラー信号には多かれ少なかれ信号の減衰または変形が発生して、表示器２４２の画面に歪みが発生した。

水平及び垂直同期信号抽出回路２３２は、それぞれその他のデジタル信号のカラー信号へ重ねて入力され、水平同期信号および垂直同期信号を抽出する。８ＭＨｚ信号抽出回路２３４は、自らをその他のデジタル信号へ重ねて入力するカラー信号が８ＭＨｚの標準方形波信号を抽出する。好適な本実施例中において、水平及び垂直同期信号抽出回路２３２および８ＭＨｚ信号抽出回路２３４は、実際上三つのサブラインである三つの信号抽出回路へ各々接続され、各々が対応して水平同期信号、垂直同期信号および標準方形波信号を抽出する。

伝送ライン２０４により伝送された８ＭＨｚの標準方形波信号は、信号変換回路２０６により電圧値などのデータに変換される。その後、中央処理装置２０８はこのデータの大きさにより伝送ライン２０４の長さを算出するとともに、カラー信号補正回路２２４を使用して上述の信号減衰または変形の状況が発生するカラー信号を補正する。水平同期信号、垂直同期信号および補正後のカラー信号は、画像信号出力ポート２４０により表示器２４２へ出力され、正確で歪んでいない映像画面を表示する。

図３は、図２の好適な実施例中の８ＭＨｚ信号発生器２１４および信号合成回路２１０の詳細な回路図を示す。分周素子３０２は、１６ＭＨｚの標準方形波信号を２で除法するとともに、垂直同期信号が有効なときだけ８ＭＨｚの標準方形波信号を出力する。その後、差動回路３０４を使用して８ＭＨｚの標準方形波信号および垂直同期信号を重ねて入力するとともに、重ねて入力された後の信号を差動信号へ変換して、伝送ラインにより伝送する。

また、好適な本実施例において、水平同期信号、垂直同期信号はもう一つの差動回路３０４を利用して、他の二カラー信号上へそれぞれ重ねて入力する。差動信号の伝送速度は比較的速いため、アナログのカラー信号にとり歪みが比較的少ない信号伝送方式である。

図４は、図２の好適な実施例中の水平及び垂直同期信号抽出回路２３２の詳細図である。差動信号は長距離の伝送ライン２０４により伝送された後、普通の単線信号に変換される。この単線信号中において、カラー信号は正信号であり、重ねられて入力された水平または垂直の同期信号は負信号である。

従って、水平及び垂直同期信号抽出回路２３２中において、入力された単線信号が正のとき、トランジスタ４０２は通電されないがトランジスタ４０４は通電され、出力される信号は０に近い。つまり、信号は正のカラー信号であり外部に出力されないということである。また、入力される単線信号が負のとき、トランジスタ４０２は通電されるがトランジスタ４０４は通電されず、出力される信号は正である。つまり、この水平及び垂直同期信号抽出回路２３２は二つのトランジスタ４０２、４０４を利用して、単線信号中の負の信号を抽出し、水平または垂直の同期信号へ還元する。

ここで注意しなければならないことは、好適な一実施例中では一つの水平及び垂直同期信号抽出回路２３２を使用して水平同期信号および垂直同期信号を抽出することである。また、抽出されて出力された水平または垂直の同期信号は正の信号である。そして、これは元々の負信号と反対の状況であるため、その後の信号処理工程中においては、悪い影響が発生しない。

図５は図２の好適な実施例中の８ＭＨｚ信号抽出回路２３４および信号変換回路２０６の詳細な回路図である。同様に、差動信号は長距離の伝送ライン２０４により伝送された後、普通の単線信号に変換される。単線信号が濾波回路５０２により濾波されると、直流信号に変わって、直流レベル変換回路５０４へ出力される。伝送ライン２０４が長くなるほど、直流信号の減衰は大きくなるため、その直流電流は小さくなる。反対に、伝送ライン２０４が短くなるほど、減衰が小さくなって直流電流はさらに大きくなる。

直流レベル変換回路５０４は、増幅装置５１２、増幅装置５１４および増幅装置５１６を含み、増幅装置５１６はエミッタフォロワーである。ＰＷＲ１は標準電圧であり、増幅装置５１２は分圧により０に調整する機能を提供する。直流信号の直流レベルと標準電圧の電圧差が大きいときに、直流信号の出力電圧を高める。直流信号の直流レベルと標準電圧の電圧差の値とが小さいほど、直流信号の出力電圧は低くなる。増幅装置５１４は増幅を大きく調整して、伝送ライン２０４が最長のとき、増幅装置５１４が出力する電圧値は最大となる。

直流信号は、直流レベル変換回路５０４により変換された後、８ビットのアナログ−デジタル変換回路５２２などのアナログ−デジタル変換回路へ入力される。アナログ−デジタル変換回路５２２は、直流信号の電圧を数値へ変換する。そして、この数値は本実施例中で唯一の中央処理装置２０８であるライン長さ計算回路に入力される。

図２に示すように、標準方形波信号は垂直同期信号が有効なときだけ作用するため、垂直同期信号も一緒に中央処理装置２０８中へ入力される。中央処理装置２０８は垂直同期信号が有効なときだけ、この数値の計算処理をおこなう。中央処理装置２０８は、例えばルックアップ表などによるデータを基にして、伝送ライン２０４のライン長さを計算する。その後、カラー信号補正回路は、伝送ライン２０４のライン長さにより、カラー信号を増幅して調整し、周波数の補正を調整する等といった後続の信号補正処理を行う。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の好適な一実施例を示すブロック図である。 図１の好適な実施例を示すブロック図である。 図２の好適な一実施例の８ＭＨｚ信号発生器および信号合成回路図である。 図２の好適な実施例における水平及び垂直同期信号抽出回路図である。 図２の好適な実施例における８ＭＨｚ信号抽出回路図および信号変換回路図である。

符号の説明

１００ ライン長さ測定装置
１０２ 信号合成回路
１０４ 伝送ライン
１０６ 信号変換回路
１０８ ライン長さ計算回路
２０４ 伝送ライン
２０６ 信号変換回路
２０８ 中央処理装置
２１０ 信号合成回路
２１２ 画像出力装置
２１４ ８ＭＨｚ信号発生器
２１６ 信号受信回路
２２２ カラー信号回復回路
２２４ カラー信号補正回路
２３２ 水平及び垂直同期信号抽出回路
２３４ ８ＭＨｚ信号抽出回路
２４０ 画像信号出力ポート
２４２ 表示器
３０２ 分周素子
３０４ 差動回路
４０２、４０４ トランジスタ
５０２ 濾波回路
５０４ 直流レベル変換回路
５１２、５１４、５１６ 増幅装置
５２２ アナログ−デジタル変換回路

Claims (4)

1. ビデオ信号を伝送するのに用いる伝送ラインのライン長さを測定し、前記ビデオ信号は三カラー信号、水平同期信号および垂直同期信号を有し、前記伝送ラインは、各々が前記三カラー信号を伝送する三本のサブラインを有し、前記水平同期信号および前記垂直同期信号はそれぞれ前記三本のサブラインが伝送する二つのカラー信号中へ重ねて入力されるライン長さ測定装置であって、
   前記垂直同期信号が有効なとき、標準方形波信号を重ねられてない前記水平同期信号および前記垂直同期信号の前記サブラインが伝送する前記カラー信号中へ重ねて入力されるとともに、既に重ねて入力された標準方形波信号の前記カラー信号を差動信号へ変換する信号合成回路と、
   前記サブラインにより伝送された後の前記差動信号を単線信号へ還元する差動還元回路と、
   前記単線信号を数値に変換する信号変換回路と、
   前記数値を基に前記伝送ラインのライン長さを算出するライン長さ計算回路と、
   を少なくとも備えるライン長さ測定装置。
2. 前記垂直同期信号の前記カラー信号中へ重ねて入力され、前記垂直同期信号を抽出する信号抽出回路をさらに有し、前記ライン長さ計算回路は抽出された前記垂直同期信号が有効なとき、前記伝送ラインのライン長さを計算するライン長さ測定装置であって、前記信号変換回路が、
   前記単線信号を直流信号へ濾波する濾波回路と、
   前記直流信号の直流レベルを調整する直流レベル変換回路と、
   既に調整された直流レベルの前記直流信号を前記数値へ変換するアナログ−デジタル変換回路と、
   を備える請求項１記載のライン長さ測定装置。
3. ビデオ信号を伝送する伝送ラインのライン長さを測定する、ライン長さ測定方法であって、
   前記ビデオ信号の垂直同期信号が有効なとき、電気信号を前記ビデオ信号の三つのカラー信号中の一つへ重ねて入力し、前記垂直同期信号および前記ビデオ信号の一つである水平同期信号がそれぞれ、前記カラー信号中の二つへ重ねて入力されると、前記電気信号が残りの一つの前記カラー信号中へ重ねて入力されるステップと、
   前記伝送ラインにより伝送された後の前記電気信号を数値へ変換するステップと、
   前記数値を基に前記伝送ラインのライン長さを算出するステップと、
   を少なくとも含むライン長さ測定方法。
4. 前記伝送ラインにより伝送された後の前記電気信号を濾波して直流信号にするステップと、
   標準電圧と前記直流信号の直流レベルとを比較するステップと、
   前記直流信号の直流レベルと前記標準電圧の差値とが大きくなるほど、前記直流信号の出力電圧が高くなるステップと、
   前記直流信号の直流レベルと前記標準電圧の差値とが小さくなるほど、前記直流信号の出力電圧が低くなるステップと、
   既に調整された直流ステップの前記直流信号を前記数値へ変換するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項３記載のライン長さ測定方法。
   

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