CN100426832C - 成像系统、成像控制器以及垂直同步的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种成像系统，该成像系统具有用于产生物体图像和画面信号的成像器件，以及通过一条传输线连接于成像器件的成像控制器。该成像系统包括产生用于产生物体图像的内部垂直同步信号的垂直同步信号产生电路。该成像控制器包括延迟测量电路和垂直同步相位提前电路。在这一系统中：成像控制器向成像器件传输测试信号，并且从成像器件接收所返回的测试信号，然后，延迟测量电路测量所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量；垂直同步相位提前电路把外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件；根据从垂直同步相位提前电路所传输的信号，重新设置垂直同步信号产生电路。

Description

成像系统、成像控制器以及垂直同步的方法

技术领域

本发明涉及一种能够使其本身与外部垂直同步信号同步的成像系统，一种用于与该外部垂直同步信号同步的成像控制器，以及一种垂直同步的方法与程序。

背景技术

产生物体图像和画面信号的成像器件，根据其自身所产生的内部同步信号，产生这样的图像。当期望成像器件自身与外部器件或电视台同步时，其必须使其内部同步信号与外部同步信号同步，以把画面信号传输于该设备或电视站。

例如，如果期望两个以上的成像器件自身互相同步，则每个成像器件必须具有使其自身与信号公共线外部同步信号同步的同步电路。通过使用PLL，把每一成像器件的内部同步信号与信号公共线外部同步信号同步，实现这样的同步。

例如，专利文献1中所公开的是这样一种现有技术：不使用PLL，而使用作为水平同步计数器与/或垂直同步计数器的重新设置信号的外部同步信号，并使用独立的逻辑电路，使成像器件与外部同步信号同步。

然而，就专利文献1的发明而言，如果把成像器件放置在距用于把外部同步信号中继于成像器件的成像控制器相当远的地方，则在同步过程中，成像器件被延迟了一段等于控制器和该设备之间的传输线的信号传输延迟时间的时间。因此，仅可以构造处于可允许的延迟时间范围内的传输线。所以，能够利用这样的外部同步功能的传输线的长度受到了限制。

专利文献1：申请号为2001-211347的日本未经审查的专利发表物。

发明内容

鉴于上述问题，存在着对一种新的、改进的，以及能够在无需进行相位调整、而且对成像系统和成像控制器之间的传输线的延伸不加限制的成像系统，成像控制器，以及垂直同步的方法与程序需求。

根据本发明的实施例，提供了一种根据一个方面的成像系统。这一成像系统包括用于产生物体图像和画面信号的成像器件，以及通过一条传输线连接于成像器件的成像控制器。成像器件包括产生用于产生物体图像的内部垂直同步信号的电路(以下，将其称为“垂直同步信号产生电路”)。成像控制器包括延迟测量电路和垂直同步相位提前电路。成像控制器向成像器件传输测试信号，并且从成像器件接收所返回的同一测试信号，然后，延迟测量电路测量所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量。垂直同步相位提前电路把外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件。根据从垂直同步相位提前电路所传输的信号，复位(reset)垂直同步信号产生电路。

因此，即使在成像控制器和成像器件之间的距离变化的情况下，成像控制器也能够自动地实现与外部垂直同步信号的外部同步，而无需进行手工相位调整。于是，不会发生相位延迟，而且可以在无限制的情况下，延伸成像控制器和成像器件之间的传输线。

成像器件还可以包括产生用于产生物体图像的内部水平同步信号的电路。成像控制器还可以包括PLL(锁相回路)，PLL检测通过传输线输入的外部水平同步信号和上述内部水平同步信号之间的相位差，并且把信号传输于成像器件，以使内部水平同步信号与外部水平同步信号同步。

因此，如在以上所描述的外部垂直同步信号的情况下一样，即使在成像控制器和成像器件之间的距离变化的情况下，成像控制器也能够自动地实现与外部垂直同步信号的外部同步。

根据本发明的实施例，提供了一种根据另一个方面的成像控制器。通过一条传输线，把成像控制器连接于用于产生物体图像和画面信号的成像器件。成像控制器包括延迟测量电路和垂直同步相位提前电路。成像控制器向成像器件传输测试信号，并且接收从成像器件所返回的同一测试信号，延迟测量电路测量所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量。相位提前电路把外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件。

延迟测量电路可以为计数器。当把测试信号传输于成像器件时，重新设置该计数器，该计数器根据成像控制器的基本时钟脉冲增加计数，并且当从成像器件所返回的测试信号到达时停止计数。另外，使用递减计数器，可以发现外部垂直同步信号的周期和延迟量之间的差。

当计数值为0(零)时，延迟测量电路可以把计数值设置为1。如果计数值为0(零)，则垂直同步相位提前电路可能发生故障。强行把计数值设置为1，可以防止这样的故障。

垂直同步相位提前电路可以为这样的延迟电路：把外部垂直同步信号的相位延迟该外部垂直同步信号的周期和因传输线所导致的该延迟量之间的差。

尽管人们希望把外部垂直同步信号的相位提前因传输线所导致的、成像器件和成像控制器之间的该延迟量，但也可以通过使得外部垂直同步信号的相位延迟该外部垂直同步信号的周期和因传输线所导致的该延迟量之间的差来实现这样的相位提前。

成像控制器还可以包括延迟锁定电路，当延迟测量电路不测量延迟量时，该延迟锁定电路锁定先前所测量的延迟量。

采用以上的配置，垂直同步相位提前电路可以可靠地得到延迟测量电路的测量结果(延迟量)，而无需关注延迟测量电路计时和垂直同步相位提前电路计时之间的差。

从垂直同步相位提前电路所输出的信号，可以重新设置以上所描述的成像器件的垂直同步信号产生电路。通过重新设置垂直同步信号产生电路，可以使外部垂直同步信号和内部垂直同步信号同步。

上述测试信号可以为以上所描述的外部垂直同步信号。尽管可以独立地提供测试信号，但也可以把这样将自动加以调整的外部垂直同步信号用于相位调整。

成像控制器还可以包括PLL(锁相回路)，该PLL检测外部水平同步信号和通过传输线从成像器件传输于成像控制器的内部水平同步信号之间的相位差，并且把信号传输于成像器件，以使通过传输线所输入的内部水平同步信号与外部水平同步信号同步。

根据本发明的实施例，提供了一种根据又一个方面的垂直同步的方法。该垂直同步的方法包括下列步骤：(i)向外部器件传输测试信号，(ii)测量从外部器件所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量，以及(iii)把外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于外部器件。另外，还提供了一种执行垂直同步的方法的计算机的程序。

如以上所描述的，根据本发明的实施例，即使在成像控制器和成像器件之间的距离变化的情况下，成像控制器也能够自动地实现与外部垂直同步信号的外部同步，而无需进行手工相位调整。于是，不会发生相位延迟，而且可以在无限制的情况下，延伸成像控制器和成像器件之间的传输线。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的图像处理系统的示意性方框图；

图2解释了因传输线所导致的延迟量；

图3是时序图，说明了垂直和水平同步信号的延迟时间；

图4是根据本发明的第二实施例的图像处理系统的示意性方框图；

图5是时序图，说明了垂直同步信号的延迟量；

图6是根据本发明的第三实施例的图像处理系统的示意性方框图；

图7描述了用于与外部垂直同步信号外部同步的电路；

图8是时序图，说明了测量计数器的运作情况；

图9是时序图，说明了相位提前计数器的运作情况；

图10是流程图，说明了如何通过使用成像控制器实现外部同步。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的一些优选实施例。在本说明书和附图中，把相同的参照数字和符号赋予基本相同的部件和设备，以避免重复相同的描述。

第一实施例：成像系统

图1是根据本发明的第一实施例的图像处理系统的示意性方框图。成像系统包括成像器件100、成像控制器110以及连接于该设备和该控制器的传输电缆120。

如果在产生物体图像的过程中成像器件100为独立的，则参照由成像器件100所产生的内部同步信号。内部同步信号包括用于画面的水平信号的同步的内部水平同步信号和用于画面的垂直同步信号的同步的内部垂直同步信号。

如果成像器件100在与诸如电视台的外部安装同步的过程中产生物体图像，则成像器件100必须根据该外部安装所使用的外部同步信号传输画面信号。即，必须使成像器件100的内部同步信号与外部同步信号同步。如果忽略因传输电缆120所导致的相位延迟量，则可以通过成像器件100中所提供的PLL，实现这样的外部同步。

另一方面，通过使用诸如传输电缆120的光纤电缆，成像器件100和成像控制器110之间的长距离传输成为可能。然而，画面信号的传输距离越长，传输过程中的延迟时间就越长。因此，仅可以构造处于可允许延迟时间的范围内的传输线。因此，不限制能够利用外部同步的这样的功能的传输线的长度。

图2解释了因传输线所导致的延迟量。可以通过一条传输电缆120连接成像器件100和成像控制器110，传输电缆120是一条能够进行全双工传输的光纤电缆。

如果仅通过使用输入于成像器件100的外部同步信号实现外部同步，则信号传输中的延迟量与传输电缆120的距离成比例地出现。于是，出现画面信号的相位偏移。具体地讲，延迟时间D出现在从成像控制器110到成像器件100的外部同步信号的传输过程中，而另一个延迟时间D出现在从成像器件100到成像控制器110的内部同步信号的传输过程中。因此，在成像控制器110处外部和内部同步信号之间的相位差为2D。

以下，将详细描述垂直同步信号的延迟量以及水平同步信号的延迟量。

图3是时序图，说明了垂直和水平同步信号的延迟时间。图3中的符号“I”和“O”分别代表“输入”和“输出”。同样的符号用于以下将加以描述的时序图中。图3的顶部中所示的“外部垂直同步信号(O)”和“外部水平同步信号(O)”为从外部安装输入于成像控制器110中的信号。图3的中部中所示的“延迟的外部垂直同步信号(I)”和“延迟的外部水平同步信号(I)”为成像器件100所接收的信号。把它们延迟了D。

成像器件100产生图3的中部所示的“内部垂直同步信号(O)”和“内部水平同步信号(O)”，通过PLL或通过重新设置计数器使它们与延迟的外部垂直和水平同步信号(I)同步。成像器件100通过参照内部垂直和水平同步信号产生物体的图像。

接下来，成像器件100把内部垂直和水平同步信号(O)传输于成像控制器110。图3的底部中所示的“延迟的内部垂直同步信号(I)”和“延迟的内部水平同步信号(I)”为成像控制器110所接收的信号。把它们延迟了D。因此，在成像控制器110处，外部同步信号和内部同步信号之间的相位延迟量为2D。

第二实施例：垂直同步信号

在传统的成像器件100的外部同步模式中，来自成像器件100的外部垂直同步信号重新设置成像器件100中的垂直同步信号产生电路，以使内部垂直同步信号与该外部垂直同步信号同步。然而，如果把成像器件100和成像控制器110之间的传输电缆120，例如一条光纤电缆，长距离地加以铺设，则不能在成像控制器110处实现外部同步。这一问题可以解决如下。

分两步解决上述问题。第一步是提供测量因传输电缆120所导致的往返延迟的电路。第二步是提供把与外部同步信号相分隔的垂直同步重新设置信号(以下，将其称为“前进了相位的外部垂直同步信号”)的相位提前等于第一步中所测量的延迟量的电路。即，把其相位已前进了该延迟量的前进了相位的外部垂直同步信号传输于成像器件100的垂直同步信号产生电路。

图4是根据本发明的第二实施例的图像处理系统的示意性方框图。该成像系统的目标是与用于垂直信号的外部同步信号实现外部同步。在这一成像系统中，成像器件100具有垂直同步信号产生电路200。成像控制器110具有延迟测量电路210、延迟锁定电路212以及垂直同步相位提前电路214。通过传输线220和220连接成像器件100和成像控制器110。

垂直同步信号产生电路200产生由成像器件100用于产生物体图像的内部垂直同步信号。通常，垂直同步信号产生电路200对以下将加以描述的水平同步信号产生电路的输出作为时钟输入，加以计数，并且按具有所规定的值的间隔，输出内部垂直同步信号。在这一外部同步模式中，外部垂直同步信号重新设置信号这一计数器。

延迟测量电路210测量通过传输线220从任何电路(图4中的垂直同步相位提前电路214)传输于成像器件100的测试信号的相位和从成像器件100返回的同一测试信号的相位之间的延迟量2D。延迟测量电路210可以为根据某一相应时钟对延迟2D进行计数的计数器。

延迟锁定电路212锁定延迟测量电路210所测量的延迟量。延迟锁定电路212可以由触发器电路等制造。延迟锁定电路212锁定先前所测量的延迟量，而延迟测量电路210不测量这一延迟量。

垂直同步相位提前电路214把外部垂直同步信号的相位提前前进等于延迟测量电路210所测量的延迟2D的量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件100。可以通过延迟电路，根据外部垂直同步信号和延迟2D之间的差延迟外部垂直同步信号的相位，实现相位提前。

根据本发明的第二实施例，首先，由延迟测量电路210测量延迟2D，然后，把从外部安装输入的外部垂直同步信号的相位提前延迟2D的量，并且加以输出。于是，把前进了相位的外部垂直同步信号作为内部垂直同步信号，从成像器件100输出到成像控制器110，以成为在成像控制器110处的延迟的内部垂直同步信号。这一延迟的内部垂直同步信号与外部垂直同步信号精确地同步。以下，将详细描述垂直同步相位提前电路214的运作情况。

图5是时序图，说明了垂直同步信号的延迟。首先，把外部垂直同步信号从外部安装输入于成像控制器110。垂直同步相位提前电路214把该外部垂直同步信号的相位提前2D，从而外部垂直同步信号变成前进了相位的外部垂直同步信号，如图5的顶部中所描述的。

通过传输电缆120把前进了相位的外部垂直同步信号传输于成像器件100。成像器件100接收延迟的前进了相位的外部垂直同步信号，延迟的前进了相位的外部垂直同步信号的相位已相对前进了相位的外部垂直同步信号的相位延迟了D，如图5的中部中所示。然后，延迟的前进了相位的外部垂直同步信号重新设置垂直同步信号产生电路200。因此，垂直同步信号产生电路200所产生的内部垂直同步信号与延迟的前进了相位的外部垂直同步信号同步，如图5的中部中所示。

接下来，成像器件100把内部垂直同步信号传输于成像控制器110。图5的底部中所示的延迟的内部垂直同步信号为成像控制器110通过传输电缆120所接收的内部垂直同步信号。另一个D的延迟出现在成像器件100和成像控制器110之间，从而产生了往返延迟2D。然而，由于把来自垂直同步相位提前电路214的前进了相位的外部垂直同步信号的相位提前了2D，所以延迟的内部垂直同步信号与外部垂直同步信号同步。

因此，即使在成像控制器110和成像器件100之间的距离变化的情况下，成像控制器110也能够自动地实现与外部垂直同步信号的外部同步，而无需进行手工相位调整。于是，不会发生相位延迟，而且可以在无限制的情况下，延伸成像控制器110和成像器件100之间的传输线。

以下，将描述水平同步信号。

图6是根据本发明的第三实施例的图像处理系统的示意性方框图。成像系统的目标是实现与用于水平信号的外部同步信号的内部同步。在该成像系统中，成像器件100具有水平同步信号产生电路300。成像控制器110具有PLL 300。

水平同步信号产生电路300产生成像器件100用于产生物体图像的内部水平同步信号。

PLL 310包括相位比较器312、回路滤波器314以及VCO(电压控制的振荡器)316。PLL 310检测通过传输电缆120从成像器件100所传输外部水平同步信号和内部水平同步信号之间的相位差，并且向成像器件100传输信号，以使通过传输线所传输的外部水平同步信号与内部水平同步信号同步。

相位比较器312检测两个所输入的信号，即外部和内部水平同步信号之间的相位差，并且以电压的形式输出这一相位差。

回路滤波器314过滤相位比较器312所检测的相位差的电压差的电压值，回路滤波器314具有PLL 310的回路时间常数。

VCO 316调整的时钟信号的频率，并且输出所调整的时钟信号，以使内部水平同步信号与外部水平同步信号同步。如果成像控制器110所接收的延迟的内部水平同步信号的相位滞后于外部水平同步信号的相位，则VCO 316增加时钟信号的频率。如果成像控制器110所接收的延迟的内部水平同步信号的相位领先于外部水平同步信号的相位，则VCO 316减少时钟信号的频率。

于是，从PLL 310输出的是对其频率进行了调整，以使内部水平同步信号与外部水平同步信号同步的时钟信号。成像器件100的水平同步信号产生电路300参照该时钟信号，并且产生与已在成像控制器110处变成延迟的内部水平同步信号的内部水平同步信号。延迟的内部水平同步信号与外部水平同步信号精确地同步。

因此，与以上所描述的外部垂直同步信号的情况相同，使用以上的PLL310的结构，不管成像器件100和成像控制器110之间的传输电缆120的长度如何，都可以在成像控制器110处自动地实现与外部水平同步信号的同步。与本发明相同的申请，申请号为2004-5736的日本未经审查的专利发表物，也涉及了以上所描述的垂直同步的细节。

尽管为了便于理解，已分别、单独地按第二和第三实施例描述了垂直和水平同步信号，但通常同时提供垂直和水平同步设备，它们独立地或互相相关地加以运作。

垂直和水平同步信号之间的相位差，即延迟量，引发了另一个问题。如果提供了水平同步设备，而没有提供垂直同步设备，则当传输线(光纤电缆？)的长度超出某个值时，会干扰外部同步。

简而言之，所产生的画面信号的水平同步和垂直同步必须呈所规定的相位关系。以下所考虑的是，当仅自动调整水平同步信号的相位，而且延迟垂直同步信号的相位时所出现的问题。

作为一般性的原则，水平和垂直同步信号之间的相位关系确定了2∶1隔行扫描系统中的下一个扫描场，因此，水平和垂直同步信号之间的相位差不应超过水平同步信号的周期的一半。在改进的系统中，水平和垂直同步信号之间的相位差页不应超过水平同步信号的周期。

更具体地讲，在2∶1隔行扫描系统中，存在着一种其中根据扫描场的周期重新设置内部垂直同步信号的情况，以及一种其中根据帧的周期重新设置内部垂直同步信号的情况。在前一种情况中，当根据水平和垂直同步信号之间的相位关系确定下一个扫描场时，如果垂直同步信号延迟了水平同步信号的周期的一半以上，则反转外部同步的扫描场和所输出的画面的扫描场。在后一种情况中，尽管不反转扫描场，但如果垂直同步信号延迟了高于水平同步信号的周期的量，则会不合时宜地启动帧。

如先前参照图3所描述的，因成像器件和成像控制器之间的传输电缆所导致的垂直同步信号的往返延迟为2D。在2∶1隔行扫描系统中，由于允许最高可达水平同步信号的周期的四分之一的垂直同步信号的往返延迟，所以允许最高可达水平同步信号的周期的八分之一的垂直同步信号的一路延迟。

因此，在使用其周期为63.5556微秒(usec)的水平同步信号的NTSC系统中，传输电缆的最大可允许长度约为1600米(≈63.5/8微秒/5毫徽秒/米)。如果把普通的多模式光纤电缆用作光纤电缆，则其最大可能传输距离短于以上所描述的最大可允许长度，从而不会产生问题。如果使用普通的单模式光纤电缆，则其最大可能传输距离长于以上所描述的最大可允许长度，从而会产生问题。在1,080/59.94i系统的高清晰度系统的情况下，水平同步信号的周期为29.6微秒，因此，传输电缆120的最大可允许长度为740米。

使用根据以上所描述的实施例的成像控制器110，可以实现关于垂直和水平信号的外部同步。尽管互相独立地对每个信号进行计时，但未出现大于水平同步信号的周期的四分之一的延迟。因此，即使在其中期望通过一条单模式光纤电缆较长距离进行传输的远程成像器件(例如远程照相机)的情况下，也可以实现外部同步。

在第三个实施例中，把PLL用于与外部水平同步信号的外部同步，而在第二个实施例中，把相位提前电路用于与外部水平同步信号的外部同步。尽管使用PLL可以实现这样的与外部垂直同步信号的外部同步，但这一方案是不实际的，因为与外部水平同步信号的相位比较时间相比，外部垂直同步信号的相位比较时间偏长，而且在如此长的时间仅进行一次同步调整。

第四实施例：垂直同步信号的细节

本发明的第二实施例针对与外部垂直同步信号的外部同步。以下，将详细描述用于外部同步以及如何前进外部垂直同步信号的相位的电路。

图7描述了用于与外部垂直同步信号外部同步的电路。通过成像控制器110中的延迟测量电路210、延迟锁定电路212以及垂直同步相位提前电路214实现外部同步。

提供测量计数器400，旨在将其用作延迟测量电路210。此处，测量计数器400为8个比特的结构，但其也可为任何数目比特的结构。

通过计数启动端子，把从成像控制器110输出的测试信号或者前进了相位的外部垂直同步信号输入于测量计数器400，如图7中所示。通过计数停止端子，把成像器件100返回的测试信号，即延迟的内部垂直同步信号输入于测量计数器400，如图7中所示。也把来自时钟脉冲生成电路410的基本时钟脉冲输入于测量计数器400。

图8是时序图，说明了测量计数器400的运作情况。把其周期6倍于水平同步信号的周期，即在1，080/59.94i的情况下为202.3KHz，以及在1，080/50i的情况下为168.75KHz的时钟脉冲，作为基本时钟脉冲输入于测量计数器400。也可以把更高频率的时钟脉冲输入于测量计数器400。

当前进了相位的外部垂直同步信号下降时，测量计数器400重新设置，并启动计数。如图8中所示，计数从0开始，增量为1.0。当来自成像器件100的延迟的内部垂直同步信号下降时，停止计数。因此，测量计数器400计数到2D。测量计数器400维持计数值2D，直至前进了相位的外部垂直同步信号的下一次下降。

在这一方式下，用作延迟测量电路210的测量计数器400，检测通过传输线从成像控制器110传输于成像器件100的测试信号和通过传输线从成像器件100返回于成像控制器110的测试信号之间的延迟2D。

测量计数器400可以在接通成像系统的电源之后在初始化期间一次或多次地或者在接通成像系统的电源之后周期性地对延迟2D进行计数。如果测量计数器400要在初始化期间多次对这一延迟进行计数，则如果D-FF 420(以下将对其加以描述)能锁定一次，并保持所锁定的值即可，直至关闭成像系统的电源。如果测量计数器400在接通成像系统的电源之后周期性地对延迟进行计数，则能够应付外部垂直同步信号的变化。

如果因传输电缆120长于外部垂直同步信号的周期导致延迟，则不能测量这一延迟。因此，必须准备能够对长于传输电缆120的预期的延迟2D的时间进行计数的测量计数器400。如果要测量视频的垂直同步信号，则在NTSC系统的情况下，最大可测量往返延迟约为16毫秒(一路延迟约为8毫秒)，其被转换成传输电缆120的长度1,600千米(≈8微秒/5毫徽秒/米)。因此，大约16毫秒的最大可测量往返延迟实际上足够了。

导致测量计数器400操作的基本时钟脉冲的周期，引发了所测量的值中的误差，但这样的误差处于可允许的误差范围内。因此，通过减小基本时钟脉冲的频率，可以减少测量计数器400的比特数目，或者可以扩展测量的范围。于是，可以根据成像系统的要求选择基本时钟脉冲的频率。

尽管在1,080/59.94i的情况下如果延迟的测量精度能好于水平同步信号的周期29.659的一半，即14.8微秒即可，但所瞄准的目标是±2.5微秒的精度。由于延迟测量电路210根据上述的基本时钟脉冲操作，所以可以基本上以大约500米的精度测量传输电缆120的长度。

可以这样地设立测量计数器400：当延迟的计数值变为0时，把计数值设置为1。当计数值为0时，在接下来的阶段，垂直同步相位提前电路214可能出现故障。因此，可以通过强行地计数值设置为1，防止这样的故障。

提供D-FF(延迟触发器)420，旨在将其用作延迟锁定电路212。如果D-FF 420的比特数目能等于或大于测量计数器400的输出的(8个比特)的比特数目即可。

D-FF 420锁定先前所测量的值，而测量计数器400不测量延迟。如图8中所示，利用延迟的内部垂直同步信号的上升过程。

因此，在不关注测量计数器400的计时和以下将描述的相位提前计数器430的计时之间的差的情况下，相位提前计数器430能够可靠得到测量计数器400的所测量的值(延迟2D)。

提供相位提前计数器430，旨在将其用作垂直同步相位提前电路214。此处，相位提前计数器430为13个比特的结构，但也可以为任何比特数目的结构。

相位提前计数器430把从外部安装所输入的外部垂直同步信号的相位提前等于测量计数器400所测量的延迟2D的量，并且把前进了相位的外部垂直同步信号传输于成像器件100。此处，通过把外部垂直同步信号延迟等于外部垂直同步信号的周期和延迟2D之间的差的量的延迟电路，实现相位提前。

通过如图7中所示的加载端子，把外部垂直同步信号输入于相位提前计数器430中，并且把D-FF 420所锁定的延迟2D取作加载信号的初始值。在这一方面，通过在所有5个高阶比特中设置0，解决了比特数目与D-FF 420的比特数目不同的问题。另外，如在测量计数器400的情况下，也把来自时钟脉冲生成电路410的基本时钟脉冲作为计数器时钟脉冲加以输入。

图9是时序图，说明了相位提前计数器430的运作情况。把其周期6倍于水平同步信号的周期，即在1,080/59.94i的情况下为202.3KHz，以及在1,080/50i的情况下为168.75KHz的时钟脉冲，作为基本时钟脉冲加以输入。

用于对外部垂直同步信号进行计数的周期OR 440重新设置相位提前计数器430。即，当相位提前计数器430的输出达到所规定的值时，即达到6,750(6×1,125(水平同步信号的周期))时，周期OR 440成为活跃的，并且把计数值重新设置为0。由周期OR 440将其与相位提前计数器430的输出加以比较的计数值，为预先设置的，或者为根据基本时钟脉冲或外部垂直同步信号的周期的变化由成像控制器110所设置的外部垂直同步信号的周期。

由周期OR 440重新设置的相位提前计数器430的计数值在图9中的点(1)处变成另一个，并且以每次增加1的方式从零来时计数。

然后，取D-FF 420根据外部垂直同步信号的下降过程所锁定的延迟2D。于是，作为相位提前计数器430的计数值，不管至此所计数的值如何，都强行加载延迟2D。

在取了延迟2D之后，进一步从该数值进行计数，直至相应于外部垂直同步信号的周期的所规定的计数值。然后，当达到所规定的计数值时，再次从周期OR 440输出重新设置脉冲。也把这样重新设置脉冲作为前进了相位的外部垂直同步信号输出于成像器件100。

于是，相对外部垂直同步信号，把前进了相位的外部垂直同步信号延迟等于外部垂直同步信号的周期和延迟2D之间的差的量。从另一个角度来看，可以认为：前进了相位的外部垂直同步信号相对外部垂直同步信号的相位提前了等于延迟2D的量。更确切地讲，不是通过前进当前外部垂直同步信号的相位，而是通过延迟过去外部垂直同步信号的相位，产生前进了相位的外部垂直同步信号。然而，这并不会出现问题，因为通常按固定的周期重复外部垂直同步信号。

另外，由于不允许上述测量计数器400的计数值为0，所以能够避免在设置计时之前和之后计数的故障。

于是，用作垂直同步相位提前电路214的相位提前计数器430，可以把外部垂直同步信号的相位提前等于测量计数器400所测量前进延迟的量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件100。

使用以上所描述的成像系统，不管成像器件100和成像控制器110之间的传输线的长度如何，都可以在成像控制器110处自动地实现与外部同步信号的外部同步，而无需手工相位调整。因此，外部同步的相位调整变得不再必要，从而可以避免在安装成像器件时忘记调整或出现调整误差的问题。

另外，不会出现相位延迟，而且可以无限制地延伸过去不能超过规定的长度延伸的传输线。因此，即使在使用其中可能进行较长距离传输的单模式光纤电缆的情况下，也可以实现外部同步，并且可以扩展远程成像器件(例如远程照相机)的应用的范围。

第五实施例：垂直同步方法

现在，将简要描述用于实现与外部垂直同步信号外部同步的垂直同步的方法。

图10是流程图，说明了如何通过使用成像控制器110实现外部同步。

首先，成像控制器110向成像器件100输出测试信号(S500)。测量通过传输线传输于成像器件100的测试信号和从成像器件100返回的测试信号之间的延迟(S510)。然后，把外部垂直同步信号的相位提前等于以上所描述的延迟测量步骤(S510)所测量的延迟的量，并且把外部垂直同步信号输出一成像器件100(S520)。

使用这样的一种垂直同步方法，如在先前所描述的成像系统中，可以在不进行手工相位调整的情况下自动地实现外部同步，而且还能够在无限制的情况下延伸成像控制器110和成像器件100之间的传输线。

另外，还提供了一种针对执行该垂直同步的方法的计算机的程序，以及一种包含这样一种程序的存储媒体。

尽管已参照附图，以其优选形式描述了本发明，但显然本发明并不局限于其具体的实施例。应该认识到，这一技术领域中的熟练技术人员将会明显意识到：在不背离本发明的构思的情况下，可对本发明进行众多的修改。因此，本发明的范围将仅由以下的权利要求加以确定。

在以上所描述的各实施例中，例如，测量计数器400测量延迟2D，相位提前计数器430确定外部垂直同步信号的周期和延迟2D之间的差。然而，测量计数器400也可以确定外部垂直同步信号的周期和延迟2D之间的差，从而相位提前计数器430可以作为结果的递减计数器。

另外，在以上所描述的各实施例中，已参照每一信号的上升过程和下降过程描述了每一信号的操作点(沿)。然而，每一信号自然也可运作在其相反的沿上。

这一技术领域中的熟练技术人员应该意识到：可以根据设计要求和其它因素，对本发明进行多方面的修改、组合、子组合、以及变更，因为它们全都属于本发明所附权利要求或等效权利要求的范围。

本发明包含与2005年5月23日向日本专利局提出的、申请号为2005-150064的日本专利申请相关的主题，特将专利申请的全部内容并入此处，以作参考。

Claims (11)

1.一种成像系统，包括用于产生物体图像和画面信号的成像器件，以及通过传输线连接于该成像器件的成像控制器，

其中，该成像器件包括产生用于产生物体图像的内部垂直同步信号的垂直同步信号产生电路；

其中，成像控制器包括延迟测量电路和垂直同步相位提前电路；

其中，成像控制器向成像器件传输测试信号，并且从成像器件接收所返回的测试信号，然后，延迟测量电路测量所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量；

其中，垂直同步相位提前电路使来自外部器件的外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于该成像器件；以及

其中，根据从垂直同步相位提前电路所传输的信号，重新设置垂直同步信号产生电路.

2.根据权利要求1所述的成像系统，

其中，成像器件还包括产生用于产生物体图像的内部水平同步信号的水平同步信号产生电路；以及

其中，成像控制器还包括PLL，该PLL检测外部水平同步信号和通过传输线输入的内部水平同步信号之间的相位差，并且把外部水平同步信号传输于该成像器件，以使通过传输线输入的内部水平同步信号与外部水平同步信号同步.

3.一种成像控制器，通过一条传输线，连接于用于产生物体图像和画面信号的成像器件，

其中，该成像控制器包括延迟测量电路和垂直同步相位提前电路；

其中，成像控制器向成像器件传输测试信号，并且接收从成像器件所返回的测试信号，该延迟测量电路测量所返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量；

其中，垂直同步相位提前电路使得来自外部器件的外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于成像器件.

4.根据权利要求3所述的成像控制器，其中，该延迟测量电路为计数器。

5.根据权利要求4所述的成像控制器，其中，当该延迟量的计数值为零时，设置延迟测量电路以使得计数值被设置为1。

6.根据权利要求3所述的成像控制器，其中，垂直同步相位提前电路为这样的延迟电路：使得外部垂直同步信号的相位延迟该外部垂直同步信号的周期和该延迟量之间的差。

7.根据权利要求3所述的成像控制器，

其中，成像控制器还包括延迟锁定电路，该延迟锁定电路锁定该延迟测量电路所测量的延迟量；以及

其中，当延迟测量电路不测量该延迟量时，该延迟锁定电路锁定先前所测量的延迟量。

8.根据权利要求3所述的成像控制器，其中，从垂直同步相位提前电路所输出的信号使得该成像器件的垂直同步信号产生电路复位。

9.根据权利要求3所述的成像控制器，其中，测试信号为外部垂直同步信号。

10.根据权利要求3所述的成像控制器，其中，成像控制器还包括PLL，该PLL检测外部水平同步信号和通过传输线传输并由成像控制设备所产生的内部水平同步信号之间的相位差，并且把外部水平同步信号传输于成像器件，以使通过传输线所传输的内部水平同步信号与外部水平同步信号同步。

11.一种使信号垂直同步的方法，包括下列步骤：

向外部器件传输测试信号；

测量从该外部器件返回的测试信号的相位相对原始测试信号的相位的延迟量；以及

把来自外部器件的外部垂直同步信号的相位提前该延迟量，并且把该外部垂直同步信号传输于该外部器件。

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