JP4491771B2 - 光送受信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号や音声信号等の情報を光によって送受信する光送受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダ等の映像発生装置によって発生させた映像信号を、テレビジョン受像機等の映像表示装置に供給するに際し、電機信号を伝送するケーブルではなく、光による無線伝送を用いることが提案されている。この種の技術は、一例として、特公平８−２１９０１号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平８−２１９０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光送受信システムは、ハイビジョン映像信号のような大容量信号を送受信することが困難であるという問題点があった。また、従来の光送受信装置においては、フォーマットの異なる複数の映像信号をどのように送信すべきかということが考慮されていなかった。よって、映像表示装置で表示できない映像信号を送受信することができなかったり、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮できないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ハイビジョン映像信号を送受信することができる光送受信システムを提供することである。本発明の他の目的は、映像表示装置で本来表示できない映像信号であっても送受信して表示させることができ、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮することができる光送受信システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光送信装置において、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段（１０８）と、前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段（１０９）と、前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段（１１０）と、前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段（１１１）と、前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段（１１４，１１５）とを備え、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てることを特徴とする光送信装置を提供する。
この構成において、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を割り当てることによって、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示す第５の識別符号を生成し、前記マルチプレクス手段は、前記第１，第２，第３，第４，第５の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして前記第１のデータ列として出力することが好ましい。
また、前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段（１０７）を備えることが好ましい。
また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光受信装置において、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とが、前記第４の識別符号が前記映像信号の前部に配置された状態でマルチプレクスされ、前記光送受信システムの８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号が前記第１，第２，第３，第４の識別符号として割り当てられた８ビットの第１のデータ列が、１０ビットの第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段（２０１，２０２）と、前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段（２０５）と、前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段（２０６）と、前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段（２０７）とを備えることを特徴とする光受信装置を提供する。
この構成において、前記光信号は、前記第１，第２，第３，第４の識別符号に加えて、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示し、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号よりなる第５の識別符号がマルチプレクスされた前記第１のデータ列が、前記第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号であることが好ましい。
さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムにおいて、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段（１０８）と、
前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段（１０９）と、前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段（１１０）と、前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段（１１１）と、前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段（１１４，１１５）とを有し、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てる光送信装置（１００）と、前記光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段（２０１，２０２）と、前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段（２０５）と、前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段（２０６）と、前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段（２０７）とを有する光受信装置（２００）とを備えることを特徴とする光送受信システムを提供する。
この構成において、前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段（１０７）を備えることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光送受信システムについて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の光送受信システムで用いる光送信装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１の部分詳細ブロック図、図３は本発明の光送受信システムで用いる光受信装置の一実施形態を示すブロック図、図４は図３の部分詳細ブロック図、図５は本発明の光送受信システムで用いる光中継装置の一実施形態を示すブロック図、図６は本発明の光送受信システムで用いる特殊符号の使用例を示す図、図７は本発明の光送受信システムにおけるデータのマルチプレクスの例を示す図、図８は本発明の光送受信システムの概略構成例を示す斜視図である。
【０００８】
まず、本発明の光送受信システムの概略構成例について説明する。図８（Ａ）において、ビデオテープレコーダ等の映像発生装置１には、光送信装置１００が装着されている。なお、光送信装置１００は、映像発生装置１と同体であっても別体であってもよい。映像発生装置１は、映像信号だけでなく、音声信号も発生する。以下の説明では、簡略化のため、映像信号及び音声信号を単に映像信号ということがある。映像発生装置１が発生した映像信号は、光送信装置１００によって光信号に変換されて送信される。
【０００９】
テレビジョン受像機等の映像表示装置２には、光受信装置２００が装着されている。ここでは、映像表示装置２として、プラズマディスプレイパネル表示装置（ＰＤＰ）を用いた場合を示している。なお、光受信装置２００は、映像表示装置２と同体であっても別体であってもよい。光受信装置２００は、光送信装置１００が送信した光信号を受信する。光送信装置１００が受信した光信号は映像表示装置２で表示可能な映像信号に変換されて、映像表示装置２に供給される。
【００１０】
図８（Ｂ）は、光送信装置１００と光受信装置２００との間に、光中継装置３００を設けた構成を示している。光送信装置１００が送信した光信号は、一旦、光中継装置３００によって受信され、光中継装置３００が光信号を光受信装置２００へと送信する。
【００１１】
次に、光送信装置１００、光受信装置２００、光中継装置３００それぞれの実施形態について詳細に説明する。図１は光送信装置１００の実施形態を示している。図１において、電気的なアナログ映像信号はＡ／Ｄ変換回路１０１に入力されてデジタル映像信号に変換される。水平及び垂直同期信号はＰＬＬ回路１０２に入力され、ＰＬＬ回路１０２はＡ／Ｄ変換回路１０１がアナログ映像信号をサンプリングするのに必要なサンプリングクロックを生成して、Ａ／Ｄ変換回路１０１に供給する。このサンプリングクロックをクロックＡとする。以下、水平及び垂直同期信号を単に同期信号と称することがある。
【００１２】
電気的なアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０３に入力されてデジタル音声信号に変換される。クロック発生器１０４はアナログ音声信号をサンプリングするのに必要なサンプリングクロックを発生して、Ａ／Ｄ変換回路１０３に供給する。
【００１３】
本実施形態では、入力信号をアナログ信号としているので、Ａ／Ｄ変換回路１０１，１０３が必要であるが、入力信号がデジタル信号であれば、Ａ／Ｄ変換回路１０１，１０３は必要ない。また、図１の構成で、入力信号をデジタル信号とする場合には、デジタル映像信号を後述するフォーマット変換回路（画素密度変換回路）１０７に直接入力し、デジタル音声信号を後述する音声信号タイミング調整回路１０６に直接入力すればよい。
【００１４】
ところで、ハイビジョン映像信号は、全走査線数１１２５本、６０フィールド／秒のインタレース（１１２５Ｉ）または全走査線数７５０本、６０フレーム／秒のプログレッシブ（７５０Ｐ）である。ハイビジョン映像信号を、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比４：２：２の１６ビットのデータとしたとき、このハイビジョン映像信号をデジタル信号として伝送するには、全走査線期間で１．１８８Gbps、有効映像期間で１．０Gbps弱必要である。本実施形態では、データ伝送速度を１．０Gbpsとする。
【００１５】
デジタル映像信号及び同期信号は、フォーマット変換回路１０７に入力される。クロック発生器１０５は、クロックＡの周波数とは異なる周波数を有するクロックＢをフォーマット変換回路１０７と音声信号タイミング調整回路１０６とクロック逓倍回路１１２に供給する。フォーマット変換回路１０７は、クロックＡのレート（周波数）を有するデジタル映像信号が、クロックＢのレートを有するデジタル映像信号となるよう、映像のサイズ（ライン数及び画素数）と水平及び垂直同期周波数を変換する。フォーマット変換回路１０７によってフォーマット変換された後、後述する発光素子１１５までの映像信号の処理に係る各回路は、クロックＢまたはクロックＢを逓倍したクロックにて動作する。
【００１６】
フォーマット変換回路１０７は、映像信号を、映像表示装置２で表示でき、かつ、映像表示装置２の表示能力を最大限に発揮することができるフォーマットに変換するためのものである。即ち、アナログ入力信号が映像表示装置２で表示できないライン数や画素数を有するものであれば、ライン数や画素数を間引き、アナログ入力信号が映像表示装置２の最大表示能力に満たない信号であれば、ライン数や画素数を増大させる。フォーマット変換回路１０７を備えた本実施形態の光送信装置１００は、映像表示装置２がＰＤＰのように固定の表示ライン数及び画素数を有する場合に特に有効となる。
【００１７】
フォーマット変換回路１０７における映像のサイズ変換は、入力された映像信号のフォーマットが複数ある場合には、それぞれのフォーマットに応じたものとなる。このとき、本発明の光送受信システムと組み合わせて用いる映像表示装置２の表示能力が予め定められている場合には、フォーマット変換回路１０７は、１つのフォーマットに変換すればよい。本発明の光送受信システムを種々の表示能力を有する映像表示装置２と組み合わせて用いる場合には、それぞれの映像表示装置２の表示能力に合わせたフォーマット変換が必要となる。ユーザが、フォーマット変換回路１０７におけるフォーマット変換を切り換えるよう構成することもできる。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換回路１０３より出力されたデジタル音声信号と、ＰＬＬ回路１０２より出力されたクロックと、クロック発生器１０４，１０５より出力されたクロックと、フォーマット変換回路１０７より出力された同期信号は、音声信号タイミング調整回路１０６に入力される。音声信号タイミング調整回路１０６は、入力された音声信号をバッファリングして、音声信号がフォーマット変換回路１０７より出力された映像信号のブランキング期間に位置するよう、タイミングを調整して、マルチプレクス回路１０９に供給する。これに併せて、音声信号タイミング調整回路１０６は、音声信号の位置を示す音声信号区間信号を生成して、特殊符号エンコード回路１０８に供給する。
【００１９】
フォーマット変換回路１０７によってフォーマット変換された映像信号及び同期信号の内、映像信号はマルチプレクス回路１０９に入力され、同期信号は特殊符号エンコード回路１０８に入力される。特殊符号エンコード回路１０８には、制御部であるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）１１６が発生する制御信号がどの区間に位置しているかを示す制御信号区間信号も入力される。特殊符号エンコード回路１０８は、入力された同期信号と音声信号区間信号や制御信号区間信号を基にして特殊符号等の各種の信号を生成して、マルチプレクス回路１０９に供給する。
【００２０】
特殊符号とは、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号とを互いに区別するためと、それらの各信号の位置を識別するための識別符号である。特殊符号は、マルチプレクス回路１０９によって、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号それぞれのデータの位置に対応させて発生させる。特殊符号エンコード回路１０８の具体的構成及び特殊符号の詳細については、図２を用いて後述する。
【００２１】
クロック逓倍回路１１２は、入力されたクロックＢを逓倍して、クロックＢの周波数のｎ倍（ｎは１以上の有理数）のクロックＢ×ｎを生成する。このクロックＢ×ｎは、マルチプレクス回路１０９とクロック逓倍回路１１３に入力される。マルチプレクス回路１０９は、少なくとも映像信号と音声信号と制御信号の実データと特殊符号とをマルチプレクスして、互いに同じパラレルデータラインに重畳し、例えば８ビットのパラレルデータとして出力する。後述するように、映像信号と音声信号と制御信号の実データと同期信号と特殊符号とをマルチプレクスするように構成することもできる。
【００２２】
一例として、マルチプレクス回路１０９への映像信号が、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比４：２：２の１６ビットのデータとすると、この１６ビットのパラレルデータを８ビットのデータラインに時分割重畳するには、ｎは２、即ち、クロックＢの周波数の２倍のクロックが必要となる。クロックＢ×ｎにおけるｎは、原理的には、上記のように、１以上の有理数であるが、整数であることが好ましい。
【００２３】
マルチプレクス回路１０９より出力されたパラレルデータは、符号変換用エンコード回路１１０に入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、パラレルデータの周波数成分（一定時間内における０と１の出現頻度）を均一にするため、及び、特殊符号エンコード回路１０８における特殊符号のビット割り当て分を確保するため、例えば１０ビットに符号変換するようエンコードする。
【００２４】
符号変換用エンコード回路１１０の出力は、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力される。クロック逓倍回路１１３は、入力されたクロックＢ×ｎを逓倍して、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍（ｍはパラレル・シリアル変換回路１１１の入力信号のビット数以上の整数）のクロックｍ×Ｂ×ｎを生成する。上記の例では、符号変換用エンコード回路１１０の出力が１０ビットであるので、ｍは１０である。このクロックｍ×Ｂ×ｎは、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力される。パラレル・シリアル変換回路１１１は、クロックｍ×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路１１０の出力をシリアルデータに変換し、ビットストリーム信号として発光回路１１４に入力する。
【００２５】
発光回路１１４は、入力されたビットストリーム信号の電圧レベルを、発光素子１１５の駆動電圧レベルに変換して、発光素子１１５に供給する。発光素子１１５としては、好ましい実施形態として、半導体レーザを用いる。発光素子１１５は、ビットストリーム信号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させて、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信する。発光素子１１５として半導体レーザを用いることにより、デジタルハイビジョン映像信号等の大容量信号（ギガbpsクラス）を送信することができる。
【００２６】
なお、映像信号や音声信号を暗号化したり、スクランブルや圧縮を施したい場合には、Ａ／Ｄ変換回路１０１とパラレル・シリアル変換回路１１１との間に、暗号化回路やスクランブル回路または圧縮回路を挿入すればよい。発光素子１１５として半導体レーザを用いた場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないものを用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保するため、発光素子１１５の後段に光を拡散させるための拡散レンズを設けてもよい。
【００２７】
ここで、図２を用いて、特殊符号エンコード回路１０８〜符号変換用エンコード回路１１０の具体的構成例について詳細に説明する。図２において、特殊符号エンコード回路１０８には、水平及び垂直同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号が入力される。マルチプレクス回路１０９には、映像信号と音声信号と制御信号が入力される。映像信号は上記のように１６ビット、音声信号と制御信号は、一例として８ビットである。
【００２８】
マイコン１１６が発生する制御信号とは、映像表示装置２における映像表示特性（色温度等）を調整するための制御信号や、映像表示装置２がスピーカを装着している場合には、スピーカの音量調整のための制御信号である。光受信装置２００に対して制御信号を供給する必要がない場合には、制御信号は不要である。
【００２９】
図２に示すように、特殊符号エンコード回路１０８は、タイミング判別回路1081と、特殊符号発生回路1082と、エンコードテーブル保持部1083とを備える。タイミング判別回路1081は、入力された同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号とを基にして、水平同期信号，垂直同期信号，映像信号，音声信号，制御信号がそれぞれどの区間に位置しているかを示す区間判別信号（４ビット）を生成する。この区間判別信号は、特殊符号発生回路1082とマルチプレクス回路１０９に入力される。
【００３０】
また、タイミング判別回路1081は、入力された同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号とを基にして、特殊符号の位置を示すための特殊符号判別信号（少なくとも１ビット）を生成し、符号変換用エンコード回路１１０に供給する。なお、特殊符号エンコード回路１０８から符号変換用エンコード回路１１０に供給する特殊符号判別信号の信号線は、図１では簡略化のため省略されている。
【００３１】
特殊符号発生回路1082は、エンコードテーブル保持部1083に保持されたエンコードテーブルに基づいて、特殊符号を発生する。エンコードテーブル保持部1083は、一例として、ＲＯＭよりなる。図６は、エンコードテーブル保持部1083が保持するエンコードテーブルの一例である。図６において、水平同期信号の欄は、水平同期信号の有（１），無（０）を、垂直同期信号の欄は、垂直同期信号の有（１），無（０）を、実データの欄は、実データの有（１），無（０）を示している。実データとは、水平同期信号及び垂直同期信号以外のデータであり、本実施形態では、映像信号と音声信号と制御信号である。
【００３２】
水平同期信号と垂直同期信号と実データとにおける１と０との組み合わせにより、それぞれ、識別内容の欄で示す意味合いを割り当てている。識別内容の欄におけるその他データ開始点及びその他データ終了点は、本実施形態では使用していない。そして、それぞれの識別内容に対して、Ａ〜Ｌの特殊符号を割り当てている。なお、特殊符号Ａ〜Ｌとは便宜上の符号であり、実際には例えば８ビットのデータよりなる。
【００３３】
ところで、本実施形態では、光送受信システムをIEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構成している。IEEE802.3z標準規格では、符号変換用エンコード回路１１０として、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路を用いる。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路では、１２個の特殊符号が定義されている。本実施形態では、IEEE802.3z標準規格の８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている１２個の特殊符号を、図６に示す特殊符号Ａ〜Ｌとして割り当てている。本実施形態で識別符号を特殊符号と称しているのは、IEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構成しているからである。
【００３４】
図２に戻り、マルチプレクス回路１０９は、入力された映像信号と音声信号と制御信号と特殊符号とをマルチプレクスして出力する。上記のように、マルチプレクス回路１０９に１６ビットで入力された映像信号は、８ビットに変換して出力される。
【００３５】
マルチプレクス回路１０９におけるマルチプレクスについて、図７を用いて詳述する。図７において、（Ａ）は垂直同期信号、（Ｂ）は水平同期信号、（Ｃ）は実データ、（Ｄ）はマルチプレクス回路１０９より出力されるマルチプレクス信号である。図７（Ｃ）に示す実データにおいて、▲１▼は制御信号、▲２▼，▲３▼は映像信号、▲４▼は音声信号である。
【００３６】
図７（Ｄ）に示すように、マルチプレクス回路１０９は、実データが存在しない区間では、特殊符号発生回路1082により水平及び垂直同期信号の有無に応じて発生された特殊符号Ａ〜Ｄを順次配置する。また、制御信号▲１▼と映像信号▲２▼，▲３▼と音声信号▲４▼それぞれの前後には、特殊符号Ｅ〜Ｊを配置する。制御信号▲１▼と映像信号▲２▼，▲３▼と音声信号▲４▼で示す実データの部分は、記号＊にて示している。このように、マルチプレクス回路１０９からは、実データと特殊符号Ａ〜Ｊがマルチプレクスされて出力される。
【００３７】
マルチプレクス回路１０９より出力されたマルチプレクス信号は、符号変換用エンコード回路１１０に入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、上記のように、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101にて構成される。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101は、入力された８ビットのマルチプレクス信号を１０ビットに変換して出力する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101は、入力された特殊符号判別信号に基づいて、実データ部分と特殊符号部分とを互いに判別できるような形式で１０ビットに符号化する。
【００３８】
８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081より出力されるデータの伝送速度は、１．２５Gbpsとなり、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101の出力は後段のパラレル・シリアル変換回路１１１へと供給される。そして、図１にて説明したように、ビットストリーム信号が光信号に変換されて送信される。
【００３９】
以上説明した本実施形態では、好ましい実施形態として、図７より分かるように、実データが存在しない区間（即ち、水平及び垂直同期信号が存在する区間及び水平及び垂直同期信号も存在しない区間）を特殊符号Ａ〜Ｄで置換し、映像信号と音声信号と制御信号のそれぞれの実データに対しては、実データの前後に特殊符号Ｅ〜Ｊを付加するようにしている。実データの前のみに特殊符号を付すよう簡略化してもよい。
【００４０】
他の実施形態として、水平及び垂直同期信号それぞれに対しても、水平及び垂直同期信号の位置を識別することができるよう、水平及び垂直同期信号の前（好ましくは前後）に特殊符号を付加するよう構成してもよい。この場合には、水平及び垂直同期信号を特殊符号エンコード回路１０８及びマルチプレクス回路１０９に入力する。そして、特殊符号エンコード回路１０８で実データ及び同期信号に付加する特殊符号を生成し、マルチプレクス回路１０９によって、実データ及び同期信号とそれぞれの特殊符号をマルチプレクスする。なお、このように構成する場合、水平及び垂直同期信号をそれぞれ８ビットのデータに変換する。
【００４１】
次に、図３を用いて、光受信装置２００の具体的構成について説明する。図３において、光送信装置１００より送信された光信号、または、光中継装置３００により中継された光信号は、集光レンズ２０１によって集光され、フォトダイオード等の受光素子２０２に入力される。受光素子２０２は、光信号（光パルス）を電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路２０３に入力する。受光回路２０３は、入力された電気信号に対して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復元する。
【００４２】
このビットストリーム信号は、クロック再生・分周回路２０４及びシリアル・パラレル変換回路２０５に入力される。クロック再生・分周回路２０４は、入力されたビットストリーム信号を基にして、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換回路２０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路２０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ列に変換する。このパラレルデータ列は、符号変換用デコード回路２０６に入力される。
【００４３】
符号変換用デコード回路２０６は、１０ビットの信号を元の８ビットに符号変換するようデコードする。符号変換用デコード回路２０６の出力は、特殊符号デコード回路２０７に入力される。特殊符号デコード回路２０７は、上述した特殊符号Ａ〜Ｊをデコードするものである。特殊符号デコード回路２０７によって、実データと区間判別信号と同期信号が生成される。実データと区間判別信号はデマルチプレクス回路２０８に入力される。
【００４４】
特殊符号デコード回路２０７より出力された同期信号は、ここでは簡略化のため図示を省略しているが、デマルチプレクス回路２０８より出力される映像信号のレートに合わせるため、レート変換回路によってレートを変換する必要がある。レート変換回路はＤフリップフロップによって構成することができる。レート変換された同期信号は、映像・音声タイミング調整回路２０９に入力されると共に、図示していない映像表示のための後段の回路へと供給される。特殊符号デコード回路２０７の具体的構成及び動作の詳細は、図４を用いて後述する。
【００４５】
クロック再生・分周回路２０４より出力されたクロックＢ×ｎはクロック分周回路２１１に入力される。クロック分周回路２１１は、クロックＢ×ｎを分周してクロックＢを生成する。このクロックＢは、デマルチプレクス回路２０８とＤ／Ａ変換回路２１０に入力される。デマルチプレクス回路２０８は、クロックＢを用いて、特殊符号デコード回路２０７の出力をデマルチプレクスし、映像信号と音声信号と制御信号とを分離する。
【００４６】
デマルチプレクス回路２０８より出力された映像信号と音声信号は、映像・音声タイミング調整回路２０９に入力される。デマルチプレクス回路２０８より出力された制御信号は、制御部であるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）２１４に入力される。マイコン２１４は、入力された制御信号を基にして、映像表示装置２の各部を制御する。なお、図１の光送信装置１００が有するマイコン１１６はマスタマイコンとして動作し、図３の光受信装置２００が有するマイコン２１４はスレーブマイコンとして動作する。
【００４７】
映像・音声タイミング調整回路２０９には、クロック発生器２１２より音声信号用のクロックが入力される。映像・音声タイミング調整回路２０９は、映像信号のブランキング期間に位置した音声信号を元に戻すよう、映像信号と音声信号とのタイミングを調整して、元の映像信号と音声信号とを復元して出力する。映像・音声タイミング調整回路２０９より出力されたデジタル映像信号はＤ／Ａ変換回路２１０に入力され、デジタル音声信号はＤ／Ａ変換回路２１３に入力される。
【００４８】
Ｄ／Ａ変換回路２１０は、クロック分周回路２１１から入力されたクロックを用いて、デジタル映像信号を電気的なアナログ映像信号に変換して出力する。このアナログ映像信号は、映像表示装置２に供給されて、映像が表示される。Ｄ／Ａ変換回路２１３は、クロック発生器２１２から入力されたクロックを用いて、デジタル音声信号を電気的なアナログ音声信号に変換して出力する。このアナログ音声信号は、図示していないスピーカへと供給され、音声として出力される。
【００４９】
ここで、図４を用いて、符号変換用デコード回路２０６〜デマルチプレクス回路２０８の具体的構成例について詳細に説明する。図４に示すように、符号変換用デコード回路２０６は、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061よりなる。図４において、シリアル・パラレル変換回路２０５より出力された１０ビットの信号は、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061によって８ビットの信号に変換される。この８ビットの信号は、図７（Ｄ）に示すマルチプレクス信号に相当する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061は、特殊符号であるか実データであるかを識別するための特殊符号判別信号（少なくとも１ビット）を生成して出力する。
【００５０】
８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061より出力された８ビットのマルチプレクス信号と特殊符号判別信号は、特殊符号デコード回路２０７に入力される。特殊符号デコード回路２０７は、特殊符号と非特殊符号（即ち、実データ）とを分離する特殊／非特殊符号分離回路2071と、特殊符号復元回路2072と、デコードテーブル保持部2073を備える。特殊／非特殊符号分離回路2071は、入力された特殊符号判別信号に基づいて特殊符号と実データ（非特殊符号）とを分離し、実データをデマルチプレクス回路２０８に供給すると共に、特殊符号を特殊符号復元回路2072に供給する。
【００５１】
デコードテーブル保持部2073には、図６で説明したエンコードテーブルと同じ内容のデコードテーブルが保持されている。特殊符号復元回路2072は、デコードテーブル保持部2073に保持されたデコードテーブルに基づいて、特殊符号を復元する。なお、特殊符号復元回路2072に特殊符号判別信号を入力しているのは、特殊符号を復元する期間を特殊符号復元回路2072に知らしめるためである。
【００５２】
特殊符号復元回路2072は、特殊符号を復元することにより、映像信号，音声信号，制御信号がそれぞれどの区間に位置しているかを示す区間判別信号（４ビット）を生成して、デマルチプレクス回路２０８に供給する。また、特殊符号復元回路2072は、復元した特殊符号の内、特殊符号Ａ〜Ｃに基づいて、図７（Ａ），（Ｂ）に示す水平及び垂直同期信号を生成する。
【００５３】
デマルチプレクス回路２０８は，入力された実データ（非特殊符号）を、区間判別信号に基づいてデマルチプレクスし、映像信号と音声信号と制御信号とを互いに分離して出力する。デマルチプレクス回路２０８に８ビットで入力された映像信号は、１６ビットに変換して出力される。
【００５４】
ところで、上述した光送信装置１００の他の実施形態として説明したように、水平及び垂直同期信号に特殊符号を付加する構成の場合には、光受信装置２００の特殊符号デコード回路２０７とデマルチプレクス回路２０８は次のように構成すればよい。特殊符号デコード回路２０７は、非特殊符号として、実データと同期信号をデマルチプレクス回路２０８に供給する。そして、デマルチプレクス回路２０８は、区間判別信号を基にして、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号とを互いに分離して出力する。
【００５５】
次に、図５を用いて、光中継装置３００の具体的構成について説明する。図５において、光送信装置１００より送信された光信号は、集光レンズ３０１によって集光され、フォトダイオード等の受光素子３０２に入力される。受光素子３０２は、光信号（光パルス）を電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路３０３に入力する。受光回路３０３は、入力された電気信号に対して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復元する。
【００５６】
このビットストリーム信号は、クロック再生・分周回路３０４及びシリアル・パラレル変換回路３０５に入力される。クロック再生・分周回路３０４は、入力されたビットストリーム信号を基にして、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換回路３０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路３０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ列に変換する。
【００５７】
シリアル・パラレル変換回路３０５より出力されたパラレルデータ列は１０ビットであり、このパラレルデータ列は符号変換用デコード回路３０６に入力される。符号変換用デコード回路３０６は、１０ビットの信号を８ビットに符号変換するようデコードする。符号変換用デコード回路３０６より出力された８ビットのパラレルデータ列は、タイミング調整回路３０７に入力される。
【００５８】
クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎは、スイッチ３０９の端子ａに入力される。クロック発生器３０８は、受光回路３０３で生成したビットストリーム信号を基にすることなく、クロックＢ×ｎを発生して、スイッチ３０９の端子ｂに供給する。スイッチ３０９は、端子ａまたはｂのいずれかに接続して、クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎと、クロック発生器３０８より出力されたクロックＢ×ｎとのいずれかをタイミング調整回路３０７に供給する。
【００５９】
クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎは、Ｓ／Ｎ比が悪化していたり、ジッタ成分を多く含む場合がある。そこで、このような場合には、スイッチ３０９によって端子ｂを選択して、は、Ｓ／Ｎ比がよく、ジッタ成分を含まないクロック発生器３０８より出力されたクロックＢ×ｎをタイミング調整回路３０７に供給する。
【００６０】
本実施形態では、好ましい実施形態として、クロック発生器３０８より出力されたクロックをタイミング調整回路３０７に供給すると不都合が生じる場合を想定して、スイッチ３０９を設けることによって、受光回路３０３からのビットストリーム信号を基にして生成したクロックをタイミング調整回路３０７に供給することができるようにしている。スイッチ３０９は、手動または自動的に切り換えるようにすればよい。
【００６１】
タイミング調整回路３０７は、入力されたクロックＢ×ｎによって、符号変換用デコード回路３０６からのパラレルデータ列をサンプリングし直すことにより、タイミングを調整する。タイミング調整回路３０７は、一例として、ＦＩＦＯメモリにより構成することができる。タイミング調整回路３０７によりタイミング調整された８ビットのパラレルデータ列は、符号変換用エンコード回路３１０に入力される。符号変換用エンコード回路３１０は、８ビットの信号を１０ビットに符号変換するようエンコードする。
【００６２】
符号変換用エンコード回路３１０より出力された１０ビットのパラレルデータ列は、パラレル・シリアル変換回路３１２に入力される。スイッチ３０９より出力されたクロックＢ×ｎは、クロック逓倍回路３１１に入力されて逓倍される。クロック逓倍回路３１１は、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍のクロックｍ×Ｂ×ｎをパラレル・シリアル変換回路３１２に供給する。
【００６３】
パラレル・シリアル変換回路３１２は、クロックｍ×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路３１０より出力されたパラレルデータ列をシリアルデータに変換し、ビットストリーム信号として発光回路３１３に入力する。発光回路３１３は、入力されたビットストリーム信号の電圧レベルを、発光素子３１４の駆動電圧レベルに変換して、発光素子３１４に供給する。発光素子３１４としては、好ましい実施形態として、半導体レーザを用いる。発光素子３１４は、ビットストリーム信号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させて、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信する。
【００６４】
発光素子３１４として半導体レーザを用いた場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないものを用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保するため、発光素子３１４の後段に光を拡散させるための拡散レンズを設けてもよい。
【００６５】
以上説明した光中継装置３００は、受光回路３０３や発光回路３１３で信号を増幅するので、光送信装置１００と光受信装置２００の間の伝送距離を延長することができる。
【００６６】
なお、光中継装置３００には、受光軸に対して発光軸の角度を調整できる機構を設けることが望ましい。具体的には、集光レンズ３０１と受光素子３０２の部分と、発光素子３１４との一方、より好ましくは双方に、水平及び垂直方向の角度調整機能を設ける。これにより、直進性の強い光信号をユーザの望む方向へ屈折させることができる。なお、光信号を増幅する必要がなく、光軸の屈折だけを目的とする場合は、受光回路３０３の出力を発光回路３１３に直接供給する構成としてもよい。
【００６７】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではない。本実施形態では、映像信号と音声信号と制御信号とを送受信する構成を示したが、映像信号と音声信号と制御信号のいずれか１つの信号のみを送受信する構成であってもよく、それらの内の任意の２つの信号を送受信する構成であってもよい。また、好ましい実施形態として、光送信装置１００と光受信装置２００との間の送受信を無線としたが、光ファイバによる有線とすることも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の光送受信システムにおける光送信装置、光受信装置、光中継装置は、以上のように構成したので、ハイビジョン映像信号のような大容量信号を高品質にを送受信することができる。また、映像表示装置で本来表示できない映像信号であっても送受信して表示させることができ、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光送受信システムで用いる光送信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の部分詳細ブロック図である。
【図３】本発明の光送受信システムで用いる光受信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３の部分詳細ブロック図である。
【図５】本発明の光送受信システムで用いる光中継装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の光送受信システムで用いる特殊符号の使用例を示す図である。
【図７】本発明の光送受信システムにおけるデータのマルチプレクスの例を示す図である。
【図８】本発明の光送受信システムの概略構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 映像発生装置
２ 映像表示装置
１００ 光送信装置
１０１，１０３ Ａ／Ｄ変換回路
１０２ ＰＬＬ回路
１０４，１０５，２１２，３０８ クロック発生器
１０６ 音声信号タイミング調整回路
１０７ フォーマット変換回路
１０８ 特殊符号エンコード回路
１０９ マルチプレクス回路
１１０ 符号変換用エンコード回路
１１１，３１２ パラレル・シリアル変換回路
１１２，１１３，３１１ クロック逓倍回路
１１４，３１３ 発光回路
１１５，３１４ 発光素子
１１６，２１４ マイクロコンピュータ
２００ 光受信装置
２０１，３０１ 集光レンズ
２０２，３０２ 受光素子
２０３，３０３ 受光回路
２０４，３０４ クロック再生・分周回路
２０５，３０５ シリアル・パラレル変換回路
２０６，３０６ 符号変換用デコード回路
２０７ 特殊符号デコード回路
２０８ デマルチプレクス回路
２０９ 映像・音声タイミング調整回路
２１０，２１３ Ｄ／Ａ変換回路
２１１ クロック分周回路
３００ 光中継装置
３０７ タイミング調整回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号や音声信号等の情報を光によって送受信する光送受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダ等の映像発生装置によって発生させた映像信号を、テレビジョン受像機等の映像表示装置に供給するに際し、電機信号を伝送するケーブルではなく、光による無線伝送を用いることが提案されている。この種の技術は、一例として、特公平８−２１９０１号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平８−２１９０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光送受信システムは、ハイビジョン映像信号のような大容量信号を送受信することが困難であるという問題点があった。また、従来の光送受信装置においては、フォーマットの異なる複数の映像信号をどのように送信すべきかということが考慮されていなかった。よって、映像表示装置で表示できない映像信号を送受信することができなかったり、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮できないという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ハイビジョン映像信号を送受信することができる光送受信システムを提供することである。本発明の他の目的は、映像表示装置で本来表示できない映像信号であっても送受信して表示させることができ、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮することができる光送受信システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光送信装置において、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段（１０８）と、前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段（１０９）と、前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段（１１０）と、前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段（１１１）と、前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段（１１４，１１５）とを備え、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てることを特徴とする光送信装置を提供する。
この構成において、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を割り当てることによって、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示す第５の識別符号を生成し、前記マルチプレクス手段は、前記第１，第２，第３，第４，第５の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして前記第１のデータ列として出力することが好ましい。
また、前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段（１０７）を備えることが好ましい。
また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光受信装置において、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とが、前記第４の識別符号が前記映像信号の前部に配置された状態でマルチプレクスされ、前記光送受信システムの８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号が前記第１，第２，第３，第４の識別符号として割り当てられた８ビットの第１のデータ列が、１０ビットの第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段（２０１，２０２）と、前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段（２０５）と、前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段（２０６）と、前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段（２０７）とを備えることを特徴とする光受信装置を提供する。
この構成において、前記光信号は、前記第１，第２，第３，第４の識別符号に加えて、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示し、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号よりなる第５の識別符号がマルチプレクスされた前記第１のデータ列が、前記第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号であることが好ましい。
さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムにおいて、少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段（１０８）と、
前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段（１０９）と、前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段（１１０）と、前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段（１１１）と、前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段（１１４，１１５）とを有し、前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てる光送信装置（１００）と、前記光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段（２０１，２０２）と、前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段（２０５）と、前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段（２０６）と、前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段（２０７）とを有する光受信装置（２００）とを備えることを特徴とする光送受信システムを提供する。
この構成において、前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段（１０７）を備えることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光送受信システムについて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の光送受信システムで用いる光送信装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１の部分詳細ブロック図、図３は本発明の光送受信システムで用いる光受信装置の一実施形態を示すブロック図、図４は図３の部分詳細ブロック図、図５は本発明の光送受信システムで用いる光中継装置の一実施形態を示すブロック図、図６は本発明の光送受信システムで用いる特殊符号の使用例を示す図、図７は本発明の光送受信システムにおけるデータのマルチプレクスの例を示す図、図８は本発明の光送受信システムの概略構成例を示す斜視図である。
【０００８】
まず、本発明の光送受信システムの概略構成例について説明する。図８（Ａ）において、ビデオテープレコーダ等の映像発生装置１には、光送信装置１００が装着されている。なお、光送信装置１００は、映像発生装置１と同体であっても別体であってもよい。映像発生装置１は、映像信号だけでなく、音声信号も発生する。以下の説明では、簡略化のため、映像信号及び音声信号を単に映像信号ということがある。映像発生装置１が発生した映像信号は、光送信装置１００によって光信号に変換されて送信される。
【０００９】
テレビジョン受像機等の映像表示装置２には、光受信装置２００が装着されている。ここでは、映像表示装置２として、プラズマディスプレイパネル表示装置（ＰＤＰ）を用いた場合を示している。なお、光受信装置２００は、映像表示装置２と同体であっても別体であってもよい。光受信装置２００は、光送信装置１００が送信した光信号を受信する。光送信装置１００が受信した光信号は映像表示装置２で表示可能な映像信号に変換されて、映像表示装置２に供給される。
【００１０】
図８（Ｂ）は、光送信装置１００と光受信装置２００との間に、光中継装置３００を設けた構成を示している。光送信装置１００が送信した光信号は、一旦、光中継装置３００によって受信され、光中継装置３００が光信号を光受信装置２００へと送信する。
【００１１】
次に、光送信装置１００、光受信装置２００、光中継装置３００それぞれの実施形態について詳細に説明する。図１は光送信装置１００の実施形態を示している。図１において、電気的なアナログ映像信号はＡ／Ｄ変換回路１０１に入力されてデジタル映像信号に変換される。水平及び垂直同期信号はＰＬＬ回路１０２に入力され、ＰＬＬ回路１０２はＡ／Ｄ変換回路１０１がアナログ映像信号をサンプリングするのに必要なサンプリングクロックを生成して、Ａ／Ｄ変換回路１０１に供給する。このサンプリングクロックをクロックＡとする。以下、水平及び垂直同期信号を単に同期信号と称することがある。
【００１２】
電気的なアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０３に入力されてデジタル音声信号に変換される。クロック発生器１０４はアナログ音声信号をサンプリングするのに必要なサンプリングクロックを発生して、Ａ／Ｄ変換回路１０３に供給する。
【００１３】
本実施形態では、入力信号をアナログ信号としているので、Ａ／Ｄ変換回路１０１，１０３が必要であるが、入力信号がデジタル信号であれば、Ａ／Ｄ変換回路１０１，１０３は必要ない。また、図１の構成で、入力信号をデジタル信号とする場合には、デジタル映像信号を後述するフォーマット変換回路（画素密度変換回路）１０７に直接入力し、デジタル音声信号を後述する音声信号タイミング調整回路１０６に直接入力すればよい。
【００１４】
ところで、ハイビジョン映像信号は、全走査線数１１２５本、６０フィールド／秒のインタレース（１１２５Ｉ）または全走査線数７５０本、６０フレーム／秒のプログレッシブ（７５０Ｐ）である。ハイビジョン映像信号を、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比４：２：２の１６ビットのデータとしたとき、このハイビジョン映像信号をデジタル信号として伝送するには、全走査線期間で１．１８８Gbps、有効映像期間で１．０Gbps弱必要である。本実施形態では、データ伝送速度を１．０Gbpsとする。
【００１５】
デジタル映像信号及び同期信号は、フォーマット変換回路１０７に入力される。クロック発生器１０５は、クロックＡの周波数とは異なる周波数を有するクロックＢをフォーマット変換回路１０７と音声信号タイミング調整回路１０６とクロック逓倍回路１１２に供給する。フォーマット変換回路１０７は、クロックＡのレート（周波数）を有するデジタル映像信号が、クロックＢのレートを有するデジタル映像信号となるよう、映像のサイズ（ライン数及び画素数）と水平及び垂直同期周波数を変換する。フォーマット変換回路１０７によってフォーマット変換された後、後述する発光素子１１５までの映像信号の処理に係る各回路は、クロックＢまたはクロックＢを逓倍したクロックにて動作する。
【００１６】
フォーマット変換回路１０７は、映像信号を、映像表示装置２で表示でき、かつ、映像表示装置２の表示能力を最大限に発揮することができるフォーマットに変換するためのものである。即ち、アナログ入力信号が映像表示装置２で表示できないライン数や画素数を有するものであれば、ライン数や画素数を間引き、アナログ入力信号が映像表示装置２の最大表示能力に満たない信号であれば、ライン数や画素数を増大させる。フォーマット変換回路１０７を備えた本実施形態の光送信装置１００は、映像表示装置２がＰＤＰのように固定の表示ライン数及び画素数を有する場合に特に有効となる。
【００１７】
フォーマット変換回路１０７における映像のサイズ変換は、入力された映像信号のフォーマットが複数ある場合には、それぞれのフォーマットに応じたものとなる。このとき、本発明の光送受信システムと組み合わせて用いる映像表示装置２の表示能力が予め定められている場合には、フォーマット変換回路１０７は、１つのフォーマットに変換すればよい。本発明の光送受信システムを種々の表示能力を有する映像表示装置２と組み合わせて用いる場合には、それぞれの映像表示装置２の表示能力に合わせたフォーマット変換が必要となる。ユーザが、フォーマット変換回路１０７におけるフォーマット変換を切り換えるよう構成することもできる。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換回路１０３より出力されたデジタル音声信号と、ＰＬＬ回路１０２より出力されたクロックと、クロック発生器１０４，１０５より出力されたクロックと、フォーマット変換回路１０７より出力された同期信号は、音声信号タイミング調整回路１０６に入力される。音声信号タイミング調整回路１０６は、入力された音声信号をバッファリングして、音声信号がフォーマット変換回路１０７より出力された映像信号のブランキング期間に位置するよう、タイミングを調整して、マルチプレクス回路１０９に供給する。これに併せて、音声信号タイミング調整回路１０６は、音声信号の位置を示す音声信号区間信号を生成して、特殊符号エンコード回路１０８に供給する。
【００１９】
フォーマット変換回路１０７によってフォーマット変換された映像信号及び同期信号の内、映像信号はマルチプレクス回路１０９に入力され、同期信号は特殊符号エンコード回路１０８に入力される。特殊符号エンコード回路１０８には、制御部であるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）１１６が発生する制御信号がどの区間に位置しているかを示す制御信号区間信号も入力される。特殊符号エンコード回路１０８は、入力された同期信号と音声信号区間信号や制御信号区間信号を基にして特殊符号等の各種の信号を生成して、マルチプレクス回路１０９に供給する。
【００２０】
特殊符号とは、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号とを互いに区別するためと、それらの各信号の位置を識別するための識別符号である。特殊符号は、マルチプレクス回路１０９によって、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号それぞれのデータの位置に対応させて発生させる。特殊符号エンコード回路１０８の具体的構成及び特殊符号の詳細については、図２を用いて後述する。
【００２１】
クロック逓倍回路１１２は、入力されたクロックＢを逓倍して、クロックＢの周波数のｎ倍（ｎは１以上の有理数）のクロックＢ×ｎを生成する。このクロックＢ×ｎは、マルチプレクス回路１０９とクロック逓倍回路１１３に入力される。マルチプレクス回路１０９は、少なくとも映像信号と音声信号と制御信号の実データと特殊符号とをマルチプレクスして、互いに同じパラレルデータラインに重畳し、例えば８ビットのパラレルデータとして出力する。後述するように、映像信号と音声信号と制御信号の実データと同期信号と特殊符号とをマルチプレクスするように構成することもできる。
【００２２】
一例として、マルチプレクス回路１０９への映像信号が、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒで、サンプリング比４：２：２の１６ビットのデータとすると、この１６ビットのパラレルデータを８ビットのデータラインに時分割重畳するには、ｎは２、即ち、クロックＢの周波数の２倍のクロックが必要となる。クロックＢ×ｎにおけるｎは、原理的には、上記のように、１以上の有理数であるが、整数であることが好ましい。
【００２３】
マルチプレクス回路１０９より出力されたパラレルデータは、符号変換用エンコード回路１１０に入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、パラレルデータの周波数成分（一定時間内における０と１の出現頻度）を均一にするため、及び、特殊符号エンコード回路１０８における特殊符号のビット割り当て分を確保するため、例えば１０ビットに符号変換するようエンコードする。
【００２４】
符号変換用エンコード回路１１０の出力は、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力される。クロック逓倍回路１１３は、入力されたクロックＢ×ｎを逓倍して、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍（ｍはパラレル・シリアル変換回路１１１の入力信号のビット数以上の整数）のクロックｍ×Ｂ×ｎを生成する。上記の例では、符号変換用エンコード回路１１０の出力が１０ビットであるので、ｍは１０である。このクロックｍ×Ｂ×ｎは、パラレル・シリアル変換回路１１１に入力される。パラレル・シリアル変換回路１１１は、クロックｍ×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路１１０の出力をシリアルデータに変換し、ビットストリーム信号として発光回路１１４に入力する。
【００２５】
発光回路１１４は、入力されたビットストリーム信号の電圧レベルを、発光素子１１５の駆動電圧レベルに変換して、発光素子１１５に供給する。発光素子１１５としては、好ましい実施形態として、半導体レーザを用いる。発光素子１１５は、ビットストリーム信号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させて、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信する。発光素子１１５として半導体レーザを用いることにより、デジタルハイビジョン映像信号等の大容量信号（ギガbpsクラス）を送信することができる。
【００２６】
なお、映像信号や音声信号を暗号化したり、スクランブルや圧縮を施したい場合には、Ａ／Ｄ変換回路１０１とパラレル・シリアル変換回路１１１との間に、暗号化回路やスクランブル回路または圧縮回路を挿入すればよい。発光素子１１５として半導体レーザを用いた場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないものを用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保するため、発光素子１１５の後段に光を拡散させるための拡散レンズを設けてもよい。
【００２７】
ここで、図２を用いて、特殊符号エンコード回路１０８〜符号変換用エンコード回路１１０の具体的構成例について詳細に説明する。図２において、特殊符号エンコード回路１０８には、水平及び垂直同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号が入力される。マルチプレクス回路１０９には、映像信号と音声信号と制御信号が入力される。映像信号は上記のように１６ビット、音声信号と制御信号は、一例として８ビットである。
【００２８】
マイコン１１６が発生する制御信号とは、映像表示装置２における映像表示特性（色温度等）を調整するための制御信号や、映像表示装置２がスピーカを装着している場合には、スピーカの音量調整のための制御信号である。光受信装置２００に対して制御信号を供給する必要がない場合には、制御信号は不要である。
【００２９】
図２に示すように、特殊符号エンコード回路１０８は、タイミング判別回路1081と、特殊符号発生回路1082と、エンコードテーブル保持部1083とを備える。タイミング判別回路1081は、入力された同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号とを基にして、水平同期信号，垂直同期信号，映像信号，音声信号，制御信号がそれぞれどの区間に位置しているかを示す区間判別信号（４ビット）を生成する。この区間判別信号は、特殊符号発生回路1082とマルチプレクス回路１０９に入力される。
【００３０】
また、タイミング判別回路1081は、入力された同期信号と音声信号区間信号と制御信号区間信号とを基にして、特殊符号の位置を示すための特殊符号判別信号（少なくとも１ビット）を生成し、符号変換用エンコード回路１１０に供給する。なお、特殊符号エンコード回路１０８から符号変換用エンコード回路１１０に供給する特殊符号判別信号の信号線は、図１では簡略化のため省略されている。
【００３１】
特殊符号発生回路1082は、エンコードテーブル保持部1083に保持されたエンコードテーブルに基づいて、特殊符号を発生する。エンコードテーブル保持部1083は、一例として、ＲＯＭよりなる。図６は、エンコードテーブル保持部1083が保持するエンコードテーブルの一例である。図６において、水平同期信号の欄は、水平同期信号の有（１），無（０）を、垂直同期信号の欄は、垂直同期信号の有（１），無（０）を、実データの欄は、実データの有（１），無（０）を示している。実データとは、水平同期信号及び垂直同期信号以外のデータであり、本実施形態では、映像信号と音声信号と制御信号である。
【００３２】
水平同期信号と垂直同期信号と実データとにおける１と０との組み合わせにより、それぞれ、識別内容の欄で示す意味合いを割り当てている。識別内容の欄におけるその他データ開始点及びその他データ終了点は、本実施形態では使用していない。そして、それぞれの識別内容に対して、Ａ〜Ｌの特殊符号を割り当てている。なお、特殊符号Ａ〜Ｌとは便宜上の符号であり、実際には例えば８ビットのデータよりなる。
【００３３】
ところで、本実施形態では、光送受信システムをIEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構成している。IEEE802.3z標準規格では、符号変換用エンコード回路１１０として、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路を用いる。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路では、１２個の特殊符号が定義されている。本実施形態では、IEEE802.3z標準規格の８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている１２個の特殊符号を、図６に示す特殊符号Ａ〜Ｌとして割り当てている。本実施形態で識別符号を特殊符号と称しているのは、IEEE802.3z標準規格に準拠したシステムとして構成しているからである。
【００３４】
図２に戻り、マルチプレクス回路１０９は、入力された映像信号と音声信号と制御信号と特殊符号とをマルチプレクスして出力する。上記のように、マルチプレクス回路１０９に１６ビットで入力された映像信号は、８ビットに変換して出力される。
【００３５】
マルチプレクス回路１０９におけるマルチプレクスについて、図７を用いて詳述する。図７において、（Ａ）は垂直同期信号、（Ｂ）は水平同期信号、（Ｃ）は実データ、（Ｄ）はマルチプレクス回路１０９より出力されるマルチプレクス信号である。図７（Ｃ）に示す実データにおいて、▲１▼は制御信号、▲２▼，▲３▼は映像信号、▲４▼は音声信号である。
【００３６】
図７（Ｄ）に示すように、マルチプレクス回路１０９は、実データが存在しない区間では、特殊符号発生回路1082により水平及び垂直同期信号の有無に応じて発生された特殊符号Ａ〜Ｄを順次配置する。また、制御信号▲１▼と映像信号▲２▼，▲３▼と音声信号▲４▼それぞれの前後には、特殊符号Ｅ〜Ｊを配置する。制御信号▲１▼と映像信号▲２▼，▲３▼と音声信号▲４▼で示す実データの部分は、記号＊にて示している。このように、マルチプレクス回路１０９からは、実データと特殊符号Ａ〜Ｊがマルチプレクスされて出力される。
【００３７】
マルチプレクス回路１０９より出力されたマルチプレクス信号は、符号変換用エンコード回路１１０に入力される。符号変換用エンコード回路１１０は、上記のように、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101にて構成される。８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101は、入力された８ビットのマルチプレクス信号を１０ビットに変換して出力する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101は、入力された特殊符号判別信号に基づいて、実データ部分と特殊符号部分とを互いに判別できるような形式で１０ビットに符号化する。
【００３８】
８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1081より出力されるデータの伝送速度は、１．２５Gbpsとなり、８Ｂ／１０Ｂ符号化回路1101の出力は後段のパラレル・シリアル変換回路１１１へと供給される。そして、図１にて説明したように、ビットストリーム信号が光信号に変換されて送信される。
【００３９】
以上説明した本実施形態では、好ましい実施形態として、図７より分かるように、実データが存在しない区間（即ち、水平及び垂直同期信号が存在する区間及び水平及び垂直同期信号も存在しない区間）を特殊符号Ａ〜Ｄで置換し、映像信号と音声信号と制御信号のそれぞれの実データに対しては、実データの前後に特殊符号Ｅ〜Ｊを付加するようにしている。実データの前のみに特殊符号を付すよう簡略化してもよい。
【００４０】
他の実施形態として、水平及び垂直同期信号それぞれに対しても、水平及び垂直同期信号の位置を識別することができるよう、水平及び垂直同期信号の前（好ましくは前後）に特殊符号を付加するよう構成してもよい。この場合には、水平及び垂直同期信号を特殊符号エンコード回路１０８及びマルチプレクス回路１０９に入力する。そして、特殊符号エンコード回路１０８で実データ及び同期信号に付加する特殊符号を生成し、マルチプレクス回路１０９によって、実データ及び同期信号とそれぞれの特殊符号をマルチプレクスする。なお、このように構成する場合、水平及び垂直同期信号をそれぞれ８ビットのデータに変換する。
【００４１】
次に、図３を用いて、光受信装置２００の具体的構成について説明する。図３において、光送信装置１００より送信された光信号、または、光中継装置３００により中継された光信号は、集光レンズ２０１によって集光され、フォトダイオード等の受光素子２０２に入力される。受光素子２０２は、光信号（光パルス）を電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路２０３に入力する。受光回路２０３は、入力された電気信号に対して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復元する。
【００４２】
このビットストリーム信号は、クロック再生・分周回路２０４及びシリアル・パラレル変換回路２０５に入力される。クロック再生・分周回路２０４は、入力されたビットストリーム信号を基にして、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換回路２０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路２０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ列に変換する。このパラレルデータ列は、符号変換用デコード回路２０６に入力される。
【００４３】
符号変換用デコード回路２０６は、１０ビットの信号を元の８ビットに符号変換するようデコードする。符号変換用デコード回路２０６の出力は、特殊符号デコード回路２０７に入力される。特殊符号デコード回路２０７は、上述した特殊符号Ａ〜Ｊをデコードするものである。特殊符号デコード回路２０７によって、実データと区間判別信号と同期信号が生成される。実データと区間判別信号はデマルチプレクス回路２０８に入力される。
【００４４】
特殊符号デコード回路２０７より出力された同期信号は、ここでは簡略化のため図示を省略しているが、デマルチプレクス回路２０８より出力される映像信号のレートに合わせるため、レート変換回路によってレートを変換する必要がある。レート変換回路はＤフリップフロップによって構成することができる。レート変換された同期信号は、映像・音声タイミング調整回路２０９に入力されると共に、図示していない映像表示のための後段の回路へと供給される。特殊符号デコード回路２０７の具体的構成及び動作の詳細は、図４を用いて後述する。
【００４５】
クロック再生・分周回路２０４より出力されたクロックＢ×ｎはクロック分周回路２１１に入力される。クロック分周回路２１１は、クロックＢ×ｎを分周してクロックＢを生成する。このクロックＢは、デマルチプレクス回路２０８とＤ／Ａ変換回路２１０に入力される。デマルチプレクス回路２０８は、クロックＢを用いて、特殊符号デコード回路２０７の出力をデマルチプレクスし、映像信号と音声信号と制御信号とを分離する。
【００４６】
デマルチプレクス回路２０８より出力された映像信号と音声信号は、映像・音声タイミング調整回路２０９に入力される。デマルチプレクス回路２０８より出力された制御信号は、制御部であるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）２１４に入力される。マイコン２１４は、入力された制御信号を基にして、映像表示装置２の各部を制御する。なお、図１の光送信装置１００が有するマイコン１１６はマスタマイコンとして動作し、図３の光受信装置２００が有するマイコン２１４はスレーブマイコンとして動作する。
【００４７】
映像・音声タイミング調整回路２０９には、クロック発生器２１２より音声信号用のクロックが入力される。映像・音声タイミング調整回路２０９は、映像信号のブランキング期間に位置した音声信号を元に戻すよう、映像信号と音声信号とのタイミングを調整して、元の映像信号と音声信号とを復元して出力する。映像・音声タイミング調整回路２０９より出力されたデジタル映像信号はＤ／Ａ変換回路２１０に入力され、デジタル音声信号はＤ／Ａ変換回路２１３に入力される。
【００４８】
Ｄ／Ａ変換回路２１０は、クロック分周回路２１１から入力されたクロックを用いて、デジタル映像信号を電気的なアナログ映像信号に変換して出力する。このアナログ映像信号は、映像表示装置２に供給されて、映像が表示される。Ｄ／Ａ変換回路２１３は、クロック発生器２１２から入力されたクロックを用いて、デジタル音声信号を電気的なアナログ音声信号に変換して出力する。このアナログ音声信号は、図示していないスピーカへと供給され、音声として出力される。
【００４９】
ここで、図４を用いて、符号変換用デコード回路２０６〜デマルチプレクス回路２０８の具体的構成例について詳細に説明する。図４に示すように、符号変換用デコード回路２０６は、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061よりなる。図４において、シリアル・パラレル変換回路２０５より出力された１０ビットの信号は、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061によって８ビットの信号に変換される。この８ビットの信号は、図７（Ｄ）に示すマルチプレクス信号に相当する。このとき、８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061は、特殊符号であるか実データであるかを識別するための特殊符号判別信号（少なくとも１ビット）を生成して出力する。
【００５０】
８Ｂ／１０Ｂ復号化回路2061より出力された８ビットのマルチプレクス信号と特殊符号判別信号は、特殊符号デコード回路２０７に入力される。特殊符号デコード回路２０７は、特殊符号と非特殊符号（即ち、実データ）とを分離する特殊／非特殊符号分離回路2071と、特殊符号復元回路2072と、デコードテーブル保持部2073を備える。特殊／非特殊符号分離回路2071は、入力された特殊符号判別信号に基づいて特殊符号と実データ（非特殊符号）とを分離し、実データをデマルチプレクス回路２０８に供給すると共に、特殊符号を特殊符号復元回路2072に供給する。
【００５１】
デコードテーブル保持部2073には、図６で説明したエンコードテーブルと同じ内容のデコードテーブルが保持されている。特殊符号復元回路2072は、デコードテーブル保持部2073に保持されたデコードテーブルに基づいて、特殊符号を復元する。なお、特殊符号復元回路2072に特殊符号判別信号を入力しているのは、特殊符号を復元する期間を特殊符号復元回路2072に知らしめるためである。
【００５２】
特殊符号復元回路2072は、特殊符号を復元することにより、映像信号，音声信号，制御信号がそれぞれどの区間に位置しているかを示す区間判別信号（４ビット）を生成して、デマルチプレクス回路２０８に供給する。また、特殊符号復元回路2072は、復元した特殊符号の内、特殊符号Ａ〜Ｃに基づいて、図７（Ａ），（Ｂ）に示す水平及び垂直同期信号を生成する。
【００５３】
デマルチプレクス回路２０８は，入力された実データ（非特殊符号）を、区間判別信号に基づいてデマルチプレクスし、映像信号と音声信号と制御信号とを互いに分離して出力する。デマルチプレクス回路２０８に８ビットで入力された映像信号は、１６ビットに変換して出力される。
【００５４】
ところで、上述した光送信装置１００の他の実施形態として説明したように、水平及び垂直同期信号に特殊符号を付加する構成の場合には、光受信装置２００の特殊符号デコード回路２０７とデマルチプレクス回路２０８は次のように構成すればよい。特殊符号デコード回路２０７は、非特殊符号として、実データと同期信号をデマルチプレクス回路２０８に供給する。そして、デマルチプレクス回路２０８は、区間判別信号を基にして、映像信号と音声信号と制御信号と同期信号とを互いに分離して出力する。
【００５５】
次に、図５を用いて、光中継装置３００の具体的構成について説明する。図５において、光送信装置１００より送信された光信号は、集光レンズ３０１によって集光され、フォトダイオード等の受光素子３０２に入力される。受光素子３０２は、光信号（光パルス）を電気信号（電気パルス）に変換して、受光回路３０３に入力する。受光回路３０３は、入力された電気信号に対して増幅等の処理を施してビットストリーム信号を復元する。
【００５６】
このビットストリーム信号は、クロック再生・分周回路３０４及びシリアル・パラレル変換回路３０５に入力される。クロック再生・分周回路３０４は、入力されたビットストリーム信号を基にして、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを再生する。クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎは、シリアル・パラレル変換回路３０５に入力される。シリアル・パラレル変換回路３０５は、クロックｍ×Ｂ×ｎとクロックＢ×ｎとを用いて、クロックＢ×ｎのレートを有するパラレルデータ列に変換する。
【００５７】
シリアル・パラレル変換回路３０５より出力されたパラレルデータ列は１０ビットであり、このパラレルデータ列は符号変換用デコード回路３０６に入力される。符号変換用デコード回路３０６は、１０ビットの信号を８ビットに符号変換するようデコードする。符号変換用デコード回路３０６より出力された８ビットのパラレルデータ列は、タイミング調整回路３０７に入力される。
【００５８】
クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎは、スイッチ３０９の端子ａに入力される。クロック発生器３０８は、受光回路３０３で生成したビットストリーム信号を基にすることなく、クロックＢ×ｎを発生して、スイッチ３０９の端子ｂに供給する。スイッチ３０９は、端子ａまたはｂのいずれかに接続して、クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎと、クロック発生器３０８より出力されたクロックＢ×ｎとのいずれかをタイミング調整回路３０７に供給する。
【００５９】
クロック再生・分周回路３０４より出力されたクロックＢ×ｎは、Ｓ／Ｎ比が悪化していたり、ジッタ成分を多く含む場合がある。そこで、このような場合には、スイッチ３０９によって端子ｂを選択して、は、Ｓ／Ｎ比がよく、ジッタ成分を含まないクロック発生器３０８より出力されたクロックＢ×ｎをタイミング調整回路３０７に供給する。
【００６０】
本実施形態では、好ましい実施形態として、クロック発生器３０８より出力されたクロックをタイミング調整回路３０７に供給すると不都合が生じる場合を想定して、スイッチ３０９を設けることによって、受光回路３０３からのビットストリーム信号を基にして生成したクロックをタイミング調整回路３０７に供給することができるようにしている。スイッチ３０９は、手動または自動的に切り換えるようにすればよい。
【００６１】
タイミング調整回路３０７は、入力されたクロックＢ×ｎによって、符号変換用デコード回路３０６からのパラレルデータ列をサンプリングし直すことにより、タイミングを調整する。タイミング調整回路３０７は、一例として、ＦＩＦＯメモリにより構成することができる。タイミング調整回路３０７によりタイミング調整された８ビットのパラレルデータ列は、符号変換用エンコード回路３１０に入力される。符号変換用エンコード回路３１０は、８ビットの信号を１０ビットに符号変換するようエンコードする。
【００６２】
符号変換用エンコード回路３１０より出力された１０ビットのパラレルデータ列は、パラレル・シリアル変換回路３１２に入力される。スイッチ３０９より出力されたクロックＢ×ｎは、クロック逓倍回路３１１に入力されて逓倍される。クロック逓倍回路３１１は、クロックＢ×ｎの周波数のｍ倍のクロックｍ×Ｂ×ｎをパラレル・シリアル変換回路３１２に供給する。
【００６３】
パラレル・シリアル変換回路３１２は、クロックｍ×Ｂ×ｎを用いて、符号変換用エンコード回路３１０より出力されたパラレルデータ列をシリアルデータに変換し、ビットストリーム信号として発光回路３１３に入力する。発光回路３１３は、入力されたビットストリーム信号の電圧レベルを、発光素子３１４の駆動電圧レベルに変換して、発光素子３１４に供給する。発光素子３１４としては、好ましい実施形態として、半導体レーザを用いる。発光素子３１４は、ビットストリーム信号のハイ／ローを光のオン／オフに１対１に対応させて、ビットストリーム信号を光信号に変換して送信する。
【００６４】
発光素子３１４として半導体レーザを用いた場合、極力、人の目に対して悪影響を与えないものを用いるのは当然のことであり、さらに安全性を確保するため、発光素子３１４の後段に光を拡散させるための拡散レンズを設けてもよい。
【００６５】
以上説明した光中継装置３００は、受光回路３０３や発光回路３１３で信号を増幅するので、光送信装置１００と光受信装置２００の間の伝送距離を延長することができる。
【００６６】
なお、光中継装置３００には、受光軸に対して発光軸の角度を調整できる機構を設けることが望ましい。具体的には、集光レンズ３０１と受光素子３０２の部分と、発光素子３１４との一方、より好ましくは双方に、水平及び垂直方向の角度調整機能を設ける。これにより、直進性の強い光信号をユーザの望む方向へ屈折させることができる。なお、光信号を増幅する必要がなく、光軸の屈折だけを目的とする場合は、受光回路３０３の出力を発光回路３１３に直接供給する構成としてもよい。
【００６７】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではない。本実施形態では、映像信号と音声信号と制御信号とを送受信する構成を示したが、映像信号と音声信号と制御信号のいずれか１つの信号のみを送受信する構成であってもよく、それらの内の任意の２つの信号を送受信する構成であってもよい。また、好ましい実施形態として、光送信装置１００と光受信装置２００との間の送受信を無線としたが、光ファイバによる有線とすることも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の光送受信システムにおける光送信装置、光受信装置、光中継装置は、以上のように構成したので、ハイビジョン映像信号のような大容量信号を高品質にを送受信することができる。また、映像表示装置で本来表示できない映像信号であっても送受信して表示させることができ、映像表示装置の表示能力を最大限に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光送受信システムで用いる光送信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の部分詳細ブロック図である。
【図３】本発明の光送受信システムで用いる光受信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】図３の部分詳細ブロック図である。
【図５】本発明の光送受信システムで用いる光中継装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明の光送受信システムで用いる特殊符号の使用例を示す図である。
【図７】本発明の光送受信システムにおけるデータのマルチプレクスの例を示す図である。
【図８】本発明の光送受信システムの概略構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 映像発生装置
２ 映像表示装置
１００ 光送信装置
１０１，１０３ Ａ／Ｄ変換回路
１０２ ＰＬＬ回路
１０４，１０５，２１２，３０８ クロック発生器
１０６ 音声信号タイミング調整回路
１０７ フォーマット変換回路
１０８ 特殊符号エンコード回路
１０９ マルチプレクス回路
１１０ 符号変換用エンコード回路
１１１，３１２ パラレル・シリアル変換回路
１１２，１１３，３１１ クロック逓倍回路
１１４，３１３ 発光回路
１１５，３１４ 発光素子
１１６，２１４ マイクロコンピュータ
２００ 光受信装置
２０１，３０１ 集光レンズ
２０２，３０２ 受光素子
２０３，３０３ 受光回路
２０４，３０４ クロック再生・分周回路
２０５，３０５ シリアル・パラレル変換回路
２０６，３０６ 符号変換用デコード回路
２０７ 特殊符号デコード回路
２０８ デマルチプレクス回路
２０９ 映像・音声タイミング調整回路
２１０，２１３ Ｄ／Ａ変換回路
２１１ クロック分周回路
３００ 光中継装置
３０７ タイミング調整回路
Claims (7)
- 少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光送信装置において、
少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段と、
前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段と、
前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段と、
前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段と、
前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段とを備え、
前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てることを特徴とする光送信装置。 - 前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を割り当てることによって、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示す第５の識別符号を生成し、
前記マルチプレクス手段は、前記第１，第２，第３，第４，第５の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして前記第１のデータ列として出力することを特徴とする請求項１記載の光送信装置。 - 前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光送信装置。
- 少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムに用いられる光受信装置において、
少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とが、前記第４の識別符号が前記映像信号の前部に配置された状態でマルチプレクスされ、前記光送受信システムの８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号が前記第１，第２，第３，第４の識別符号として割り当てられた８ビットの第１のデータ列が、１０ビットの第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段と、
前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段と、
前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段と、
前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段と
を備えることを特徴とする光受信装置。 - 前記光信号は、前記第１，第２，第３，第４の識別符号に加えて、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在しないことを示し、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号よりなる第５の識別符号がマルチプレクスされた前記第１のデータ列が、前記第２のデータ列へと変換された後にビットストリーム信号に変換され、このビットストリーム信号に基づいた光信号であることを特徴とする請求項５記載の光受信装置。
- 少なくとも映像信号とこの映像信号の水平及び垂直同期信号とを含むデジタル信号よりなる電気信号を光信号に変換して送信し、前記光信号を受信してデジタル信号よりなる電気信号に変換するIEEE802.3z標準規格に準拠した光送受信システムにおいて、
少なくとも、前記水平同期信号と前記垂直同期信号との双方が存在することを示し、前記水平及び垂直同期信号を置換する第１の識別符号と、前記垂直同期信号が存在せず前記水平同期信号が存在することを示し、前記水平同期信号を置換する第２の識別符号と、前記水平同期信号が存在せず前記垂直同期信号が存在することを示し、前記垂直同期信号を置換する第３の識別符号と、前記映像信号の開始位置を示す第４の識別符号とを生成する第１のエンコード手段と、
前記第４の識別符号を前記映像信号の前部に配置した状態で、前記第１，第２，第３，第４の識別符号と前記映像信号とをマルチプレクスして８ビットの第１のデータ列として出力するマルチプレクス手段と、
前記マルチプレクス手段の出力を１０ビットの第２のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ符号化回路よりなる第２のエンコード手段と、
前記第２のデータ列をビットストリーム信号に変換するビットストリーム変換手段と、
前記ビットストリーム信号を光信号として送信する発光手段とを有し、
前記第１のエンコード手段は、前記８Ｂ／１０Ｂ符号化回路で定義されている特殊符号を前記第１，第２，第３，第４の識別符号に割り当てる光送信装置と、
前記光信号を受光して、電気的なビットストリーム信号に変換する受光手段と、
前記受光手段より出力された前記ビットストリーム信号を、前記第２のデータ列に変換する変換手段と、
前記変換手段より出力された前記第２のデータ列を前記第１のデータ列に変換する８Ｂ／１０Ｂ復号化回路よりなる第１のデコード手段と、
前記第１のデータ列に含まれる前記第４の識別符号を基にして前記映像信号を分離すると共に、前記第１，第２，第３の識別符号を基にして前記水平及び垂直同期信号それぞれを生成する第２のデコード手段と
を有する光受信装置と
を備えることを特徴とする光送受信システム。 - 前記第１のエンコード手段の前段に、前記映像信号のライン数または画素数を減少させるか増大させるフォーマット変換を行うフォーマット変換手段を備えることを特徴とする請求項６記載の光送受信システム。
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