JP3106477B2

JP3106477B2 - ビデオカメラの信号処理回路

Info

Publication number: JP3106477B2
Application number: JP02109552A
Authority: JP
Inventors: 司郎諸富; 徳昌古川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 2000-11-06
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JPH047984A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、特に、複数のビデオカメラを設置するセ
キュリティシステムを構築する場合に、複数のビデオカ
メラを同期運転させるのに用いて好適なビデオカメラの
信号処理回路に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、商用交流電源の位相に基づいて、垂直周
期の位相を制御するようにしたビデオカメラの信号処理
回路において、３相交流を単相交流に変換した商用交流
電源のいずれを用いても同一のタイミングとなるよう
に、商用交流電源の位相をシフトさせる位相シフト回路
を設けることにより、３相交流を単相交流に変換して形
成した単相交流の位相がカメラ毎に異なっていても、複
数のカメラを同期運転させることができるようにしたも
のである。

〔従来の技術〕

各部屋にビデオカメラを配設し、各部屋の状況を一箇
所で集中監視するようなセキュリティシステムが普及し
ている。このようなセキュリティシステムを構築する場
合、カメラ切り替え時に同期乱れが発生しないように、
複数のビデオカメラを同期運転させる必要がある。

複数のビデオカメラを同期運転させるには、通常、コ
ントローラから各ビデオカメラに共通の同期信号を送る
必要があるが、米国のように商用交流電源の周波数とテ
レビジョンのフィールド周波数とが一致している国で
は、商用交流電源を利用することで、コントローラから
各ビデオカメラに同期信号を送らずに、複数のビデオカ
メラを同期運転させることができる。このように、商用
交流電源を利用して複数のビデオカメラを同期運転させ
ることは、ACロックと呼ばれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば米国では、屋内配線用に交流24Vが配設されて
おり、この交流24Vがセキュリティシステム用の商用電
源として用いられる。この商用電源は、その使用目的の
性格上、位相は殆ど管理されていない。このため、３相
交流を単相交流に変換している場合には、同一の家屋内
においても、取り出される商用電源の位相が各ソケット
毎に異なるような場合があり得る。

このように、位相が異なる商用電源でACロックを行う
と、各カメラから出力されるビデオ信号の垂直周期が異
なってくる。このため、カメラ切り替え時に、同期乱れ
が生じる。

したがって、この発明の目的は、各ビデオカメラに与
えられる商用電源の位相がずれていても、確実に同期制
御できるビデオカメラの信号処理回路を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、商用交流電源の位相に基づいて、同期制
御を行うようにしたビデオカメラの信号処理回路におい
て、３相交流を単相交流に変換して形成できる互いに位
相の異なる３つの商用単相交流電源のうちのいずれを用
いても同一のタイミングが設定できるように商用交流電
源の位相をシフトさせる位相シフト回路を設けるように
したことを特徴とするビデオカメラの信号処理回路であ
る。

〔作用〕

モノマルチ14の時定数が３段階に切り替えられる。モ
ノマルチ14の遅延量を切り替えると、商用交流電源11と
垂直パルスV_PLSとの位相関係が120度毎に３段階設定で
きる。このように、商用交流電源11と垂直パルスV_PLSと
の位相関係が120度毎に３段階設定できるので、商用交
流電源11が３相交流を単相交流に変換して形成したもの
である場合、変換時の結線が各カメラの商用電源毎に違
っていても、対応できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について、図面を参照して
説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すものである。第
１図において、１は同期発生カウンタである。同期発生
カウンタ１には、VCO（電圧制御型発振器）２から基準
信号f_vco（例えば4f_SC）が供給される。VCO2には、サン
プルホールド回路３からローパスフィルタ４、アンプ５
を介して、商用交流電源に基づく信号の位相と垂直パル
スV_PLSの位相との比較出力が供給される。

VCO2は、この位相比較出力に応じて発振周波数が制御
される。VCO2としては、可変容量ダイオードに制御電圧
を印加することで発振周波数を可変させる構成のコルピ
ッツ型のものを用いることができる。アンプ５は制御ゲ
インを向上させるためのもので、アンプ５としては、CM
OS構成のものが用いられる。

同期発生カウンタ１は、VCO2からの基準信号f_vcoをカ
ウントし、水平パルスH_PLS及び垂直パルスV_PLSととも
に、フィールド識別信号S_Fを形成する。この水平パルス
H_PLS及び垂直パルスV_PLSがクロックドライバ６に供給さ
れる。

クロックドライバ６で、同期発生カウンタ１の出力に
基づいて、水平転送クロック及び垂直転送クロックが形
成される。

クロックドライバ６からの水平転送クロック及び垂直
転送クロックがCCD撮像素子等の固体撮像素子７に供給
される。固体撮像素子７は、この水平転送クロック及び
垂直転送クロックにより駆動される。

固体撮像素子７で被写体像が撮像され、この撮像出力
がビデオ信号処理回路８に供給される。ビデオ信号処理
回路８で、固体撮像素子７の撮像出力に同期発生回路１
からの複合同期信号が付加され、フィールド周波数60Hz
のテレビジョン方式のビデオ信号が形成される。このビ
デオ信号が出力端子９から取り出される。

同期発生カウンタ１からの垂直パルスV_PLSが波形整形
回路10に供給される。波形整形回路10で、リセットパル
スS_RとサンプルホールドパルスS_Hが形成される。波形整
形回路10からのリセットパルスS_R及びサンプルホールド
パルスS_Hがサンプルホールド回路３に供給される。

周波数60Hzの商用交流電源11が電源回路12に供給され
るとともに、フォトカップラー13を介して、モノステー
ブルマルチバイブレータ14（以下、モノマルチと略称す
る）に供給される。電源回路12で、各部の電源が形成さ
れる。

モノマルチ14の時定数は、ロック切り替え回路15によ
り、遅延量が120度毎に、３通りに設定できる。また、
モノマルチ14の時定数を微調整することができる。

モノマルチ14で、所定量遅延された周波数60Hzの交流
商用電源に対応したパルス信号が形成される。モノマル
チ14の出力がのこぎり波発生回路16に供給される。

のこぎり波発生回路16で、モノマルチ14の出力に同期
したのこぎり波が形成される。こののこぎり波がサンプ
ルホールド回路３に供給される。

サンプルホールド回路３は、垂直同期パルスV_PLSを整
形して得られるリセットパルスS_Rによりリセットされた
後、サンプルホールドパルスS_Hにより、のこぎり波発生
回路16からののこぎり波をサンプルホールドする。これ
により、同期発生カウンタ１からの垂直パルスV_PLSと、
モノマルチ14を介された商用交流電源11との位相比較出
力が得られる。

このサンプルホールド回路３の出力がローパスフィル
タ４、アンプ５を介してVCO2に供給される。VCO2の発振
周波数がローパスフィルタ４、アンプ５を介されたサン
プルホールド回路３の出力により制御される。

このように、この発明の一実施例では、サンプルホー
ルド回路３で、同期発生カウンタ１からの垂直同期パル
スV_PLSの位相と、モノマルチ14で所定量遅延された商用
交流電源11の位相とを比較し、この比較出力でVCO2を制
御し、VCO2の出力f_VCOを用いて同期発生カウンタ１で水
平パルスH_PLS及び垂直パルスV_PLSを形成する位相制御ル
ープが構成されている。

つまり、第２図Ａに示すような商用交流電源11が与え
られると、フォトカップラー13からは、第２図Ｂに示す
ように、その交流商用電源に対応した整形パルスが出力
される。このフォトカップラー13の出力がモノマルチ14
に供給され、フォトカップラー13の出力の立ち上がりで
モノマルチ14がトリガーされる。これにより、モノマル
チ14からは、第２図Ｃに示すようなパルスが出力され
る。のこぎり波発生回路16で、第２図Ｄに示すように、
モノマルチ14の出力の立ち下がりに同期して、のこぎり
波が形成される。

一方、同期発生カウンタ１からは、第２図Ｅに示すよ
うに、垂直パルスV_PLSが出力される。波形整形回路10か
らは、この垂直パルスV_PLSの立ち上がりで、第２図Ｆに
示すようにリセットパルスS_Rが出力され、このリセット
パルスS_Rの立ち下がりで、第２図Ｇに示すようにサンプ
ルホールドパルスS_Hが出力される。

サンプルホールド回路３で、サンプルホールドパルス
S_H（第２図Ｇ）により、第２図Ｄに示すのこぎり波がサ
ンプルホールドされる。このサンプルホールド３の出力
から位相差信号が得られ、この位相差信号がローパスフ
ィルタ４、アンプ５を介して、VCO2に供給される。

このような位相制御ループにより、同期発生カウンタ
１から出力される垂直パルスV_PLSと、モノマルチ14で所
定量遅延された商用交流電源11との同期がとられる。こ
れとともに、商用交流電源11に位相歪みや振幅歪みが生
じていても、この位相制御ループにより歪みが吸収さ
れ、同期発生カウンタ１からの水平パルスH_PLS及び垂直
同期パルスV_PLSには、位相歪みや振幅歪みは生じない。

このような位相制御ループにより、同期発生カウンタ
１からの水平パルスH_PLS及び垂直パルスV_PLSが安定する
ので、クロックドライバ６としてPLLの構成のものを用
いる必要が無く、コストダウンが図れる。

なお、このような位相制御ループは、周波数60Hzの商
用交流電源11と、周波数4f_SC（14.32MHz）の基準信号f
_VCOとを比較しているので、分周比Ｎが非常に大きくな
る。したがって、仮に、基準信号f_VCOが数10kHz変動し
ても、位相制御ループはロックしたままであるが、分周
比Ｎが大きいので、実画面におけるジッタは殆ど無視で
きる。

なお、この例では、低電圧（例えば5V）のVCO2でダイ
ナミックレンジを広くとれるように、アンプ５が配設さ
れる。

また、商用電源１が無くなれば、全ての動作が停止す
るので、原理的にフリーラン状態が有り得ない。このた
め、商用交流電源を基にした信号からのこぎり波を形成
し、こののこぎり波をサンプリングして位相差を求める
ような構成とできる。フリーラン状態があると、台形波
を用いなければならず、構成が複雑化するとともに、ダ
イナミックレンジが大きくとれない。また、このように
のこぎり波をサンプリングして位相差を求めるような構
成としているので、高速素子を用いる必要がないととも
に、エラー信号が連続するので、ローパスフィルタ４の
構成を簡単化できる。

前述したように、この発明の一実施例では、モノマル
チ14の時定数が３段階に切り替えられる。第３図は、モ
ノマルチ14の遅延量を120度相当分増加した場合を示し
ている。第４図は、モノマルチ14の遅延量を240度相当
分増加した場合を示している。第２図〜第４図に示すよ
うに、モノマルチ14の遅延量を切り替えると、商用交流
電源11と垂直パルスV_PLSとの位相関係が120度毎に３段
階設定できる。このように、商用交流電源11と垂直パル
スV_PLSとの位相関係が120度毎に３段階設定できるの
で、商用交流電源11が３相交流を単相交流に変換して形
成したものである場合、変換時の結線が各カメラの商用
電源毎に違っていても、対応できる。

第５図は、この発明が適用できるセキュリティシステ
ムの一例である。

第５図において、21A、21B、21C、21Dは、この発明が
適用されたビデオカメラである。これらのビデオカメラ
21A〜21Dは、それぞれ、別々の部屋に設置される。

これらのビデオカメラ21A〜21Dの出力がセレクタ22を
介してモニタ23に供給される。このセレクタ22で、各ビ
デオカメラ21A〜21Dのうち必要なビデオカメラが選択さ
れる。選択されたビデオカメラ21A〜21Dの撮像画面がモ
ニタ23に映出される。モニタ23には、複数のビデオカメ
ラ21A〜21Dの出力を同時に映出するようにしても良い。
モニタ23に映出される画面を見ながら、各部屋の様子が
監視される。

このようなセキュリティシステムを構築する場合、各
ビデオカメラ21A〜21Dを同期運転させないと、セレクタ
22で複数のビデオカメラ21A〜21Dのうちから所望のビデ
オカメラを切り替える際に、同期乱れが生じる。

ビデオカメラ21A〜21Dには、商用交流電源24から電源
が与えられる。この商用交流電源24の周波数は60Hzで、
ビデオカメラ1A〜1Dのフィールド周波数と一致してい
る。ビデオカメラ21A〜21Dで、前述したように、この商
用交流電源24から各部の動作電源が形成されるととも
に、この商用交流電源25を用いて、各ビデオカメラ21A
〜21Dの同期がとられる。

〔発明の効果〕この発明によれば、モノマルチ14の時定数が３段階に
切り替えられる。モノマルチ14の遅延量を切り替える
と、商用交流電源11と垂直パルスV_PLSとの位相関係が12
0度毎に３段階設定できる。このように、商用交流電源1
1と垂直パルスV_PLSとの位相関係が120度毎に３段階設定
できるので、商用交流電源11が３相交流を単相交流に変
換して形成したものである場合、変換時の結線が各カメ
ラの商用電源毎に違っていても、対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図，第２図〜第
４図はこの発明の一実施例の説明に用いる波形図，第５
図はこの発明が適用できるセキュリティシステムの一例
のブロック図である。図面における主要な符号の説明 1:同期発生カウンタ,2:VCO, 3:サンプルホールド回路， 6:クロックドライバ,7:固体撮像素子， 11:商用交流電源,14:モノマルチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232 H04N 5/073 H04N 7/18 H04N 9/04 H04N 9/44

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発振周波数が制御信号に応じて制御され、
基準信号を出力する電圧制御型発振手段と、上記電圧制御型発振手段から出力される基準信号に応じ
て水平同期パルス及び垂直同期パルスを発生する同期発
生手段と、上記同期発生手段から出力される垂直同期パルスに基づ
いてサンプルホールドパルスを生成するサンプルホール
ドパルス生成手段と、３相交流を単相に変換して形成できる互いに位相の異な
る３つの商用単相交流電源のうちのいずれを用いても同
一のタイミングが設定できるように、商用交流電源の位
相をシフトさせる位相シフト手段と、上記位相シフト手段を介された上記商用交流電源に同期
したのこぎり波を発生するのこぎり波発生手段と、上記のこぎり波発生手段からののこぎり波を、上記サン
プルホールドパルス生成手段で生成されたサンプルホー
ルドパルスによりサンプルホールドするサンプルホール
ド手段とを有し、上記サンプルホールド手段の出力に応じて上記電圧制御
型発振手段を制御するようにしたビデオカメラの信号処
理回路。