JP4501314B2 - 信号処理装置及びその駆動制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置及びその駆動制御方法に関し、例えば、撮像部（カメラヘッド）と撮像部からの撮像信号を処理して出力する信号処理部（カメラ本体）を分離し、その間をケーブルなどで接続するようにした所謂ヘッド分離型カメラと呼ばれる撮像システムに適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子を用いた撮像システムでは、撮像部（カメラヘッド）と撮像部からの撮像信号を処理して出力する信号処理部（カメラ本体）を分離し、その間をケーブルなどで接続するようにした所謂ヘッド分離型カメラと呼ばれる撮像システムが数多く提案されている。
【０００３】
以下に、図３を参照して、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００の従来例を説明する。
【０００４】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００は、カメラ本体２１０、カメラヘッド２２０及び撮像レンズ２３０から構成され、カメラ本体２１０及びカメラヘッド２２０間がケーブル２４０を介して接続されている。
【０００５】
カメラ本体２１０は、例えば、２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を発生するクロック発生器２１１、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを発生する同期発生器２１２、タイミング発生器２１３及び信号処理回路２１４を備える。
【０００６】
また、カメラヘッド２２０は、タイミング発生器２２１、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ、青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂ及び演算増幅器２２３を備える。
【０００７】
カメラ本体２１０のクロック発生器２１１は、クロックＣＫ０をタイミング発生器２１３に与える。また、このクロック発生器２１１により発生されたクロックＣＫ０は、信号線Ｌ２を通じて、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１に供給される。
【０００８】
また、カメラ本体２１０の同期発生器２１２は、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤをタイミング発生器２１３に与える。また、この同期発生器２１２により発生された水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、信号線Ｌ１を通じて、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１に供給される。
【０００９】
また、カメラ本体２１０側のタイミング発生器２１３は、上記クロック発生器２１１により与えられるクロックＣＫ０と上記同期発生器２１２により与えられる水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像信号の信号処理に必要な１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤなどを生成して、信号処理回路２１４に与える。
【００１０】
そして、信号処理回路２１４は、カメラヘッド２２０の演算増幅器２２３から信号線Ｌ３を通じて供給される撮像信号について、上記タイミング発生器２１３により与えられるタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤに基づいて、所定のプロセス処理等の信号処理を施して、カラー映像信号を出力する。
【００１１】
カメラヘッド２２０は、上記カメラ本体２１０側から本体側電源電圧が信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド側電源電圧として供給されることにより駆動される。
【００１２】
上記カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１は、上記カメラ本体２１０側のクロック発生器２１１から信号線Ｌ２を通じて供給される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０と上記カメラ本体２１０側の同期発生器２１２から信号線Ｌ１を通じて供給される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂを駆動するための１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂを生成するとともに、撮像信号の信号処理に必要な各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤを生成する。
【００１３】
このタイミング発生器２２１により生成された１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂは、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂに供給される。また、このタイミング発生器２２１により生成されたタイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤは、相関二重サンプリング(CDS：Correlated Double Sampling）のためのサンプリングクロックとして演算増幅器２２３に供給される。
【００１４】
上記赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂによる撮像出力は演算増幅器２２３により増幅され相関二重サンプリングされて取り出され、撮像信号としてて増幅され、信号線Ｌ３を通じてカメラ本体２１０側の信号処理回路２１４に供給される。
【００１５】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００において、各タイミング発生器２１３，２２１は、カメラ本体２１０側のクロック発生器２１１により発生される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を１／２に分周して、１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂを生成する。また、カメラ本体２１０側の同期発生器２１２により発生される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤによって、各々のタイミング発生器２１３，２２１の同期がとられる。
【００１６】
次に、図４のタイミングチャートを参照して、上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００における各信号タイミングを説明する。
【００１７】
すなわち、図４Ａは、クロック発生器２１１から２８ＭＨｚのクロックＣＫ０の波形を示す。カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａの波形を図４Ｂに示すものとする。
【００１８】
図４Ｃは、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からのＳＨＰ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるプリチャージ部をサンプルホールドするパルス信号である。
【００１９】
図４Ｄは、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からのＳＨＤ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるデータ部をサンプルホールドするパルスである。
【００２０】
図４Ｅは、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２１１からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂが、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａと逆相になったものである。
【００２１】
図４Ｆは、図４Ｅのタイミングにおけるカメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１からのＳＨＰ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるプリチャージ部をサンプルホールドするパルス信号である。
【００２２】
図４Ｇは、図４Ｅのタイミングにおけるカメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１からのＳＨＤ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるデータ部をサンプルホールドするパルスである。
【００２３】
カメラヘッド２２０の１４ＭＨｚのタイミングクロックがカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックと同相の時のカメラヘッド２２０の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形は図４Ｂと同じになる。
【００２４】
したがって、図４Ｂのカメラ本２１０体側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形に対して、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形が図３Ｅのようになっていれば、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックとカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロック間の位相が逆相であり、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形が、図３Ｂのカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形と同じならば、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックとカメラ本体側の１４ＭＨｚのタイミングクロック間の位相が同相であると判別できる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如き構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００では、クロック発生器２１１よりのクロックＣＫ０をタイミング発生器２１３，２２１でそれぞれ１／２分周して得られたタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、互いに逆相になっていると、信号処理回路２１４から得られたカラー映像信号は、正常な映像信号ではなくなってしまう。
【００２６】
このような現象（理論上は５０％の確率で生じる）は、電源の立ち上げ時に良く生じるので、通常は電源の立ち上げ時に、この現象をソフトウェアで検出するようにし、その場合には、クロック発生器２１１の発振を一旦停止させ、再度発振させることによって、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、同相となるようにしている。しかし被写体の撮影中に、静電ノイズ等の外乱によって、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが逆相になる場合があり、そのような場合には、撮像を中止して電源を切り、その後再度電源を投入して、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、同相になるようにしなければならず、実用上大変不便である。
【００２７】
また、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００では、カメラヘッド２２０とカメラ本体２１０間がケーブル２４０を介して接続されているので、上記カメラヘッド２２０とカメラ本体２１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる電圧降下の違いによって、カメラヘッド側電源電圧に違いを生じ、カメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１及び演算増幅器２２３に与える電源電圧がその電源電圧仕様を満たさなくなってしまう虞があり、この場合には、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００の動作を保証することができない。
【００２８】
上述の如き従来の問題点に鑑み、本発明の目的は、撮像素子及びその撮像素子にタイミング信号を供給するカメラヘッド側タイミング発生器を備えるカメラヘッドと、撮像素子からの撮像信号を信号処理して映像信号を得る信号処理回路、その信号処理回路にタイミング信号を供給するカメラ本体側タイミング発生器、カメラヘッド側タイミング発生器に供給するクロックを発生するクロック発生器、カメラ本体側タイミング発生器に供給するクロックを発生するクロック発生器、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミング発生器に、共通に供給する水平及び垂直同期信号を発生する同期発生器を備えるカメラ本体を有し、カメラヘッド及びカメラ本体が信号線を通じて互いに接続され、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミング発生器において、クロック発生器からのクロック信号を同じ分周比をもって分周して、それぞれカメラヘッド側及びカメラ本体側のタイミングクロックをそれぞれ生成すると共に、そのカメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロックにそれぞれ同期し、その各位相を示すカメラヘッド側及びカメラ本体側位相判別信号をそれぞれ生成するようにしたヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおいて、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことのできるようにすることにある。
【００２９】
また、カメラ本体側からカメラヘッド側のタイミング発生器及び演算増幅器に与える電源電圧がその電源電圧仕様を満たさなくなることがないように、カメラ本体側からカメラヘッド側に供給する電源電圧を自動的に補正できるようにすることにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置において、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行う位相比較手段と、この位相比較手段による位相比較出力を制御電圧に変換する変換手段と、この変換手段により得られる制御電圧によって発振位相が制御される電圧制御型クロック発生手段と、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、この直流成分抽出手段により抽出された直流成分を制御電圧として、本体側電源電圧を昇圧する電圧制御型電圧昇圧手段とを上記装置本体に設け、上記電圧制御型クロック発生手段により発生されるクロックを上記ヘッド側タイミング発生手段に供給し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように上記変換手段により得られる制御電圧によって上記電圧制御型クロック発生手段の発振位相を制御し、上記電圧制御型電圧昇圧手段により本体側電源電圧よりも高い電源電圧をヘッド側電源電圧として上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を上記直流成分抽出手段により抽出して上記電圧制御型電圧昇圧手段を制御することによって、上記電圧制御型電圧昇圧手段から自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る信号処理装置において、例えば、上記ヘッドは、撮像部を備えるカメラヘッドとし、上記装置本体は、上記カメラヘッドから供給される撮像信号に信号処理を施す信号処理部を備えるカメラ本体とすることができる。
【００３３】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置の駆動制御方法であって、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行い、その位相比較結果に応じて上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように、上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出し、抽出された直流成分に応じて本体側電源電圧を昇圧したヘッド側電源電圧を上記装置本体側から上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を抽出して自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
本発明は、例えば図１に示すような構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００に適用される。
【００３７】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００は、カメラ本体１１０、カメラヘッド１２０及び撮像レンズ１３０から構成され、カメラ本体１１０及びカメラヘッド１２０間がケーブル１４０を介して接続されている。
【００３８】
カメラ本体１１０は、例えば、２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を発生するクロック発生器１１１、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを発生する同期発生器１１２、タイミング発生器１１３、信号処理回路１１４、位相比較器１１５、ループフィルタ１１６、電圧制御型クロック発生器１１７、ローパスフィルタ１１８及び電圧制御型電圧昇圧器１１９を備える。
【００３９】
また、カメラヘッド１２０は、タイミング発生器１２１、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ、青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂ及び演算増幅器１２３を備える。
【００４０】
カメラ本体１１０のクロック発生器１１１は、クロックＣＫ０をタイミング発生器１１３に与える。
【００４１】
また、カメラ本体１１０の同期発生器１１２は、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤをタイミング発生器１１３に与える。また、この同期発生器１１２により発生された水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、信号線Ｌ１を通じて、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１に供給される。
【００４２】
また、カメラ本体１１０側のタイミング発生器１１３は、上記クロック発生器１１１により与えられるクロックＣＫ０と上記同期発生器１１２により与えられる水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像信号の信号処理に必要な１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤなどを生成して、信号処理回路１１４に与えるとともに、上記１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａを位相比較器１１５に与えるようになっている。
【００４３】
そして、信号処理回路１１４は、カメラヘッド１２０の演算増幅器１２３から信号線Ｌ３を通じて供給される撮像信号について、上記タイミング発生器１１３により与えられるタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤに基づいて、所定のプロセス処理等の信号処理を施して、カラー映像信号を出力する。
【００４４】
また、カメラ本体１１０の位相比較器１１５は、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて供給されるタイミングクロックＣＫｂを上記タイミング発生器１１３により与えられるタイミングクロックＣＫａと位相比較する。この位相比較器１１５による位相比較出力すなわち上記タイミングクロックＣＫａに対するタイミングクロックＣＫｂの位相誤差出力が、ループフィルタ１１６を介して直流電圧に変換されて、制御電圧として電圧制御型クロック発生器１１７に供給される。
【００４５】
上記電圧制御型クロック発生器１１７は、その発振出力をクロックＣＫ１として、信号線Ｌ２を通じて、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１に供給する。
【００４６】
この電圧制御型クロック発生器１１７は、上記クロックＣＫ１に基づいて上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とカメラ本体側のタイミング発生器１１３から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とが同相になるように、上記位相比較器１１５からループフィルタ１１６を介して供給される制御電圧により発振位相が制御される。
【００４７】
また、カメラ本体１１０のローパスフィルタ１１８は、上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて供給されるタイミングクロックＣＫｂが重畳された信号の直流成分を抽出し、抽出した直流成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９に供給する。そして、カメラ本体１１０側の電圧制御型電圧昇圧器１１９は、カメラ本体側電源電圧を昇圧して得られる上記カメラ本体側電源電圧よりも高い電源電圧をカメラヘッド側電源電圧として供給する。
【００４８】
すなわち、上記ローパスフィルタ１１８により抽出された直流成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９を制御することにより、カメラヘッド１２０とカメラ本体１１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド１２０側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体１１０側から安定した電源電圧を信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド１２０側に供給する。
【００４９】
ここで、上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて上記カメラ本体１１０側に戻されるタイミングクロックＣＫｂがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号の波形を図２Ａに示す。また、上記タイミングクロックＣＫｂがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号をカメラ本体１１０側のローパスフィルタ１１８に入れることによって抽出される直流電圧成分のみの信号波形を図２Ｂに示す。
【００５０】
カメラヘッド１１０は、上記カメラ本体１１０側の電圧制御型電圧昇圧器１１９から自動的に補正された電源電圧が信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド側電源電圧として供給されることにより駆動される。
【００５１】
上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１は、上記カメラ本体１１０側の電圧制御型クロック発生器１１７から信号線Ｌ２を通じて供給される２８ＭＨｚのクロックＣＫ１と上記カメラ本体１１０側の同期発生器１１２から信号線Ｌ１を通じて供給される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂを駆動するための１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂを生成するとともに、撮像信号の信号処理に必要な各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤを生成する。
【００５２】
このタイミング発生器１２１により生成された１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂは、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂに供給される。また、このタイミング発生器１２１により生成されたタイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤは、相関二重サンプリング(CDS：Correlated Double Sampling）のためのサンプリングクロックとして演算増幅器１２３に供給される。さらに、このタイミング発生器１２１は、ヘッド側電源電圧に応じた直流電圧にタイミングクロックＣＫｂを重畳した信号を信号線Ｌ５を通じてカメラ本体１１０側の位相比較器１１５及びローパスフィルタ１１８に供給する。
【００５３】
上記赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂによる撮像出力は演算増幅器１２３により増幅され相関二重サンプリングされて取り出され、撮像信号としてて増幅され、信号線Ｌ３を通じてカメラ本体１１０側の信号処理回路１１４に供給される。
【００５４】
このような構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００において、カメラ本体１１０側のタイミング発生器１１３とカメラヘッド１２０側のタイミング発生器１２１は、カメラ本体１１０側のクロック発生器１１１により発生される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を１／２に分周して、１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂを生成する。また、カメラ本体１１０側の同期発生器１１２により発生される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤによって、各々のタイミング発生器１１３，１２１の同期がとられる。
【００５５】
そして、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラ本体１１０側の電圧制御型クロック発生器１１７が発生するクロックＣＫ１に基づいて上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とカメラ本体側のタイミング発生器１１３から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とが同相になるように、上記位相比較器１１５からループフィルタ１１６を介して供給される制御電圧により上記電圧制御型クロック発生器１１７の発振位相が制御されているので、各タイミング発生器１１３，１２１は発生するタイミングクロック間の位相が逆相になったとき、直ちに正相に戻すことができる。
【００５６】
従って、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことができるので、撮像中にカメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相になって、カラー映像信号が一時的に正常でなくなっても、直ちに、正常なカラー映像信号に戻すことができ、また、電源立ち上がり時に、カメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相になっても、容易かつ簡単に、正相に戻すことができる。
【００５７】
また、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラヘッド１２０側のタイミング発生器１２１より出力されるタイミングクロックＣＫｂからカメラ本体１１０側のローパスフィルタ１１８を用いてそのＤＣ成分を抽出し、抽出したＤＣ成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９を制御することにより、カメラヘッド１２０とカメラ本体１１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド１２０側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体１１０側から安定した電源電圧を信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド１２０側に供給することができる
しかも、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、上記タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うための各制御電圧を、１本の信号線Ｌ５を介して送られるクロックＣＫｂが直流成分に重畳された信号から得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置において、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行い、その位相比較結果に応じて上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように、上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御することによって、各タイミング発生手段のタイミングクロック間の位相が逆相になったとき、直ちに正相に戻すことができる。
【００５９】
また、本発明によれば、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスからその直流成分を抽出し、抽出された直流成分に応じて本体側電源電圧を昇圧したヘッド側電源電圧を上記装置本体側から上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに含まれる上記ヘッド側電源電圧に応じた直流成分を抽出して自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することができる。
【００６０】
さらに、本発明によれば、ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに基づいて、タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うので、装置本体とヘッドとを接続するケーブルの信号線の増加を最小限に抑えることができる。すなわち、１本の信号線を兼用して上記タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うことができる。
【００６１】
したがって、このような発明をヘッド分離型カメラに適用することによって、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことができるので、撮像中にカメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相になって、カラー映像信号が一時的に正常でなくなっても、直ちに、正常なカラー映像信号に戻すことができ、また、電源立ち上がり時に、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相になっても、容易かつ簡単に、正相に戻すことができる。
【００６２】
また、カメラヘッドとカメラ本体を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体から安定した電源電圧をカメラヘッド側に供給することができる。しかも、ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに基づいて、タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うので、カメラ本体とヘッドとを接続するケーブルの信号線の増加を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したヘッド分離型３ＣＣＤカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおいて、カメラヘッド側のタイミング発生器において生成されるタイミングクロックがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号の波形と、カメラ本体側のローパスフィルタによって得られる上記直流電圧成分のみの信号波形を示す波形図である。
【図３】従来のヘッド分離型３ＣＣＤカメラの構成を示すブロック図である。
【図４】上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおける各信号タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ、１１０ カメラ本体、１１１ クロック発生器、１１２ 同期発生器、１１３ タイミング発生器、１１４ 信号処理回路、１１５ 位相比較器、１１６ ループフィルタ、１１７ 電圧制御型クロック発生器、１１８ ローパスフィルタ、１１９ 電圧制御型電圧昇圧器、１２０ カメラヘッド、１２１ タイミング発生器、１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２ＢＣＣＤイメージセンサ、１２３ 演算増幅器、１３０ 撮像レンズ、１４０ ケーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置及びその駆動制御方法に関し、例えば、撮像部（カメラヘッド）と撮像部からの撮像信号を処理して出力する信号処理部（カメラ本体）を分離し、その間をケーブルなどで接続するようにした所謂ヘッド分離型カメラと呼ばれる撮像システムに適用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子を用いた撮像システムでは、撮像部（カメラヘッド）と撮像部からの撮像信号を処理して出力する信号処理部（カメラ本体）を分離し、その間をケーブルなどで接続するようにした所謂ヘッド分離型カメラと呼ばれる撮像システムが数多く提案されている。
【０００３】
以下に、図３を参照して、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００の従来例を説明する。
【０００４】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００は、カメラ本体２１０、カメラヘッド２２０及び撮像レンズ２３０から構成され、カメラ本体２１０及びカメラヘッド２２０間がケーブル２４０を介して接続されている。
【０００５】
カメラ本体２１０は、例えば、２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を発生するクロック発生器２１１、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを発生する同期発生器２１２、タイミング発生器２１３及び信号処理回路２１４を備える。
【０００６】
また、カメラヘッド２２０は、タイミング発生器２２１、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ、青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂ及び演算増幅器２２３を備える。
【０００７】
カメラ本体２１０のクロック発生器２１１は、クロックＣＫ０をタイミング発生器２１３に与える。また、このクロック発生器２１１により発生されたクロックＣＫ０は、信号線Ｌ２を通じて、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１に供給される。
【０００８】
また、カメラ本体２１０の同期発生器２１２は、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤをタイミング発生器２１３に与える。また、この同期発生器２１２により発生された水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、信号線Ｌ１を通じて、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１に供給される。
【０００９】
また、カメラ本体２１０側のタイミング発生器２１３は、上記クロック発生器２１１により与えられるクロックＣＫ０と上記同期発生器２１２により与えられる水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像信号の信号処理に必要な１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤなどを生成して、信号処理回路２１４に与える。
【００１０】
そして、信号処理回路２１４は、カメラヘッド２２０の演算増幅器２２３から信号線Ｌ３を通じて供給される撮像信号について、上記タイミング発生器２１３により与えられるタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤに基づいて、所定のプロセス処理等の信号処理を施して、カラー映像信号を出力する。
【００１１】
カメラヘッド２２０は、上記カメラ本体２１０側から本体側電源電圧が信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド側電源電圧として供給されることにより駆動される。
【００１２】
上記カメラヘッド２２０のタイミング発生器２２１は、上記カメラ本体２１０側のクロック発生器２１１から信号線Ｌ２を通じて供給される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０と上記カメラ本体２１０側の同期発生器２１２から信号線Ｌ１を通じて供給される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂを駆動するための１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂを生成するとともに、撮像信号の信号処理に必要な各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤを生成する。
【００１３】
このタイミング発生器２２１により生成された１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂは、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂに供給される。また、このタイミング発生器２２１により生成されたタイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤは、相関二重サンプリング(CDS：Correlated Double Sampling）のためのサンプリングクロックとして演算増幅器２２３に供給される。
【００１４】
上記赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ２２２Ｂによる撮像出力は演算増幅器２２３により増幅され相関二重サンプリングされて取り出され、撮像信号としてて増幅され、信号線Ｌ３を通じてカメラ本体２１０側の信号処理回路２１４に供給される。
【００１５】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００において、各タイミング発生器２１３，２２１は、カメラ本体２１０側のクロック発生器２１１により発生される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を１／２に分周して、１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂを生成する。また、カメラ本体２１０側の同期発生器２１２により発生される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤによって、各々のタイミング発生器２１３，２２１の同期がとられる。
【００１６】
次に、図４のタイミングチャートを参照して、上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００における各信号タイミングを説明する。
【００１７】
すなわち、図４Ａは、クロック発生器２１１から２８ＭＨｚのクロックＣＫ０の波形を示す。カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａの波形を図４Ｂに示すものとする。
【００１８】
図４Ｃは、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からのＳＨＰ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるプリチャージ部をサンプルホールドするパルス信号である。
【００１９】
図４Ｄは、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からのＳＨＤ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるデータ部をサンプルホールドするパルスである。
【００２０】
図４Ｅは、カメラヘッド２２０のタイミング発生器２１１からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂが、カメラ本体２１０のタイミング発生器２１３からの１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａと逆相になったものである。
【００２１】
図４Ｆは、図４Ｅのタイミングにおけるカメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１からのＳＨＰ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるプリチャージ部をサンプルホールドするパルス信号である。
【００２２】
図４Ｇは、図４Ｅのタイミングにおけるカメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１からのＳＨＤ信号であり、ＣＣＤ出力信号におけるデータ部をサンプルホールドするパルスである。
【００２３】
カメラヘッド２２０の１４ＭＨｚのタイミングクロックがカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックと同相の時のカメラヘッド２２０の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形は図４Ｂと同じになる。
【００２４】
したがって、図４Ｂのカメラ本２１０体側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形に対して、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形が図３Ｅのようになっていれば、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックとカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロック間の位相が逆相であり、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形が、図３Ｂのカメラ本体２１０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックの波形と同じならば、カメラヘッド２２０側の１４ＭＨｚのタイミングクロックとカメラ本体側の１４ＭＨｚのタイミングクロック間の位相が同相であると判別できる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如き構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００では、クロック発生器２１１よりのクロックＣＫ０をタイミング発生器２１３，２２１でそれぞれ１／２分周して得られたタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、互いに逆相になっていると、信号処理回路２１４から得られたカラー映像信号は、正常な映像信号ではなくなってしまう。
【００２６】
このような現象（理論上は５０％の確率で生じる）は、電源の立ち上げ時に良く生じるので、通常は電源の立ち上げ時に、この現象をソフトウェアで検出するようにし、その場合には、クロック発生器２１１の発振を一旦停止させ、再度発振させることによって、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、同相となるようにしている。しかし被写体の撮影中に、静電ノイズ等の外乱によって、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが逆相になる場合があり、そのような場合には、撮像を中止して電源を切り、その後再度電源を投入して、タイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂが、同相になるようにしなければならず、実用上大変不便である。
【００２７】
また、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００では、カメラヘッド２２０とカメラ本体２１０間がケーブル２４０を介して接続されているので、上記カメラヘッド２２０とカメラ本体２１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる電圧降下の違いによって、カメラヘッド側電源電圧に違いを生じ、カメラヘッド２２０側のタイミング発生器２２１及び演算増幅器２２３に与える電源電圧がその電源電圧仕様を満たさなくなってしまう虞があり、この場合には、ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ２００の動作を保証することができない。
【００２８】
上述の如き従来の問題点に鑑み、本発明の目的は、撮像素子及びその撮像素子にタイミング信号を供給するカメラヘッド側タイミング発生器を備えるカメラヘッドと、撮像素子からの撮像信号を信号処理して映像信号を得る信号処理回路、その信号処理回路にタイミング信号を供給するカメラ本体側タイミング発生器、カメラヘッド側タイミング発生器に供給するクロックを発生するクロック発生器、カメラ本体側タイミング発生器に供給するクロックを発生するクロック発生器、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミング発生器に、共通に供給する水平及び垂直同期信号を発生する同期発生器を備えるカメラ本体を有し、カメラヘッド及びカメラ本体が信号線を通じて互いに接続され、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミング発生器において、クロック発生器からのクロック信号を同じ分周比をもって分周して、それぞれカメラヘッド側及びカメラ本体側のタイミングクロックをそれぞれ生成すると共に、そのカメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロックにそれぞれ同期し、その各位相を示すカメラヘッド側及びカメラ本体側位相判別信号をそれぞれ生成するようにしたヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおいて、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことのできるようにすることにある。
【００２９】
また、カメラ本体側からカメラヘッド側のタイミング発生器及び演算増幅器に与える電源電圧がその電源電圧仕様を満たさなくなることがないように、カメラ本体側からカメラヘッド側に供給する電源電圧を自動的に補正できるようにすることにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置において、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行う位相比較手段と、この位相比較手段による位相比較出力を制御電圧に変換する変換手段と、この変換手段により得られる制御電圧によって発振位相が制御される電圧制御型クロック発生手段と、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、この直流成分抽出手段により抽出された直流成分を制御電圧として、本体側電源電圧を昇圧する電圧制御型電圧昇圧手段とを上記装置本体に設け、上記電圧制御型クロック発生手段により発生されるクロックを上記ヘッド側タイミング発生手段に供給し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように上記変換手段により得られる制御電圧によって上記電圧制御型クロック発生手段の発振位相を制御し、上記電圧制御型電圧昇圧手段により本体側電源電圧よりも高い電源電圧をヘッド側電源電圧として上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を上記直流成分抽出手段により抽出して上記電圧制御型電圧昇圧手段を制御することによって、上記電圧制御型電圧昇圧手段から自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することを特徴とする。
【００３２】
また、本発明に係る信号処理装置において、例えば、上記ヘッドは、撮像部を備えるカメラヘッドとし、上記装置本体は、上記カメラヘッドから供給される撮像信号に信号処理を施す信号処理部を備えるカメラ本体とすることができる。
【００３３】
本発明は、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置の駆動制御方法であって、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行い、その位相比較結果に応じて上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように、上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出し、抽出された直流成分に応じて本体側電源電圧を昇圧したヘッド側電源電圧を上記装置本体側から上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を抽出して自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
本発明は、例えば図１に示すような構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００に適用される。
【００３７】
このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００は、カメラ本体１１０、カメラヘッド１２０及び撮像レンズ１３０から構成され、カメラ本体１１０及びカメラヘッド１２０間がケーブル１４０を介して接続されている。
【００３８】
カメラ本体１１０は、例えば、２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を発生するクロック発生器１１１、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤを発生する同期発生器１１２、タイミング発生器１１３、信号処理回路１１４、位相比較器１１５、ループフィルタ１１６、電圧制御型クロック発生器１１７、ローパスフィルタ１１８及び電圧制御型電圧昇圧器１１９を備える。
【００３９】
また、カメラヘッド１２０は、タイミング発生器１２１、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ、青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂ及び演算増幅器１２３を備える。
【００４０】
カメラ本体１１０のクロック発生器１１１は、クロックＣＫ０をタイミング発生器１１３に与える。
【００４１】
また、カメラ本体１１０の同期発生器１１２は、水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤをタイミング発生器１１３に与える。また、この同期発生器１１２により発生された水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤは、信号線Ｌ１を通じて、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１に供給される。
【００４２】
また、カメラ本体１１０側のタイミング発生器１１３は、上記クロック発生器１１１により与えられるクロックＣＫ０と上記同期発生器１１２により与えられる水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、撮像信号の信号処理に必要な１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤなどを生成して、信号処理回路１１４に与えるとともに、上記１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａを位相比較器１１５に与えるようになっている。
【００４３】
そして、信号処理回路１１４は、カメラヘッド１２０の演算増幅器１２３から信号線Ｌ３を通じて供給される撮像信号について、上記タイミング発生器１１３により与えられるタイミングクロックＣＫａや各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤに基づいて、所定のプロセス処理等の信号処理を施して、カラー映像信号を出力する。
【００４４】
また、カメラ本体１１０の位相比較器１１５は、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて供給されるタイミングクロックＣＫｂを上記タイミング発生器１１３により与えられるタイミングクロックＣＫａと位相比較する。この位相比較器１１５による位相比較出力すなわち上記タイミングクロックＣＫａに対するタイミングクロックＣＫｂの位相誤差出力が、ループフィルタ１１６を介して直流電圧に変換されて、制御電圧として電圧制御型クロック発生器１１７に供給される。
【００４５】
上記電圧制御型クロック発生器１１７は、その発振出力をクロックＣＫ１として、信号線Ｌ２を通じて、カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１に供給する。
【００４６】
この電圧制御型クロック発生器１１７は、上記クロックＣＫ１に基づいて上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とカメラ本体側のタイミング発生器１１３から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とが同相になるように、上記位相比較器１１５からループフィルタ１１６を介して供給される制御電圧により発振位相が制御される。
【００４７】
また、カメラ本体１１０のローパスフィルタ１１８は、上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて供給されるタイミングクロックＣＫｂが重畳された信号の直流成分を抽出し、抽出した直流成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９に供給する。そして、カメラ本体１１０側の電圧制御型電圧昇圧器１１９は、カメラ本体側電源電圧を昇圧して得られる上記カメラ本体側電源電圧よりも高い電源電圧をカメラヘッド側電源電圧として供給する。
【００４８】
すなわち、上記ローパスフィルタ１１８により抽出された直流成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９を制御することにより、カメラヘッド１２０とカメラ本体１１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド１２０側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体１１０側から安定した電源電圧を信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド１２０側に供給する。
【００４９】
ここで、上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から信号線Ｌ５を通じて上記カメラ本体１１０側に戻されるタイミングクロックＣＫｂがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号の波形を図２Ａに示す。また、上記タイミングクロックＣＫｂがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号をカメラ本体１１０側のローパスフィルタ１１８に入れることによって抽出される直流電圧成分のみの信号波形を図２Ｂに示す。
【００５０】
カメラヘッド１１０は、上記カメラ本体１１０側の電圧制御型電圧昇圧器１１９から自動的に補正された電源電圧が信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド側電源電圧として供給されることにより駆動される。
【００５１】
上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１は、上記カメラ本体１１０側の電圧制御型クロック発生器１１７から信号線Ｌ２を通じて供給される２８ＭＨｚのクロックＣＫ１と上記カメラ本体１１０側の同期発生器１１２から信号線Ｌ１を通じて供給される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤに基づいて、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂを駆動するための１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂを生成するとともに、撮像信号の信号処理に必要な各種タイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤを生成する。
【００５２】
このタイミング発生器１２１により生成された１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫｂは、赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂに供給される。また、このタイミング発生器１２１により生成されたタイミングパルスＳＨＰ，ＳＨＤは、相関二重サンプリング(CDS：Correlated Double Sampling）のためのサンプリングクロックとして演算増幅器１２３に供給される。さらに、このタイミング発生器１２１は、ヘッド側電源電圧に応じた直流電圧にタイミングクロックＣＫｂを重畳した信号を信号線Ｌ５を通じてカメラ本体１１０側の位相比較器１１５及びローパスフィルタ１１８に供給する。
【００５３】
上記赤色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｒ、緑色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｇ及び青色画像撮像用のＣＣＤイメージセンサ１２２Ｂによる撮像出力は演算増幅器１２３により増幅され相関二重サンプリングされて取り出され、撮像信号としてて増幅され、信号線Ｌ３を通じてカメラ本体１１０側の信号処理回路１１４に供給される。
【００５４】
このような構成のヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００において、カメラ本体１１０側のタイミング発生器１１３とカメラヘッド１２０側のタイミング発生器１２１は、カメラ本体１１０側のクロック発生器１１１により発生される２８ＭＨｚのクロックＣＫ０を１／２に分周して、１４ＭＨｚのタイミングクロックＣＫａ、ＣＫｂを生成する。また、カメラ本体１１０側の同期発生器１１２により発生される水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤによって、各々のタイミング発生器１１３，１２１の同期がとられる。
【００５５】
そして、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラ本体１１０側の電圧制御型クロック発生器１１７が発生するクロックＣＫ１に基づいて上記カメラヘッド１２０のタイミング発生器１２１から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とカメラ本体側のタイミング発生器１１３から出力されるクロックＣＫｂ（１４ＭＨｚ）とが同相になるように、上記位相比較器１１５からループフィルタ１１６を介して供給される制御電圧により上記電圧制御型クロック発生器１１７の発振位相が制御されているので、各タイミング発生器１１３，１２１は発生するタイミングクロック間の位相が逆相になったとき、直ちに正相に戻すことができる。
【００５６】
従って、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことができるので、撮像中にカメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相になって、カラー映像信号が一時的に正常でなくなっても、直ちに、正常なカラー映像信号に戻すことができ、また、電源立ち上がり時に、カメラ本体１１０側のタイミングクロックとカメラヘッド１２０側のタイミングクロック間の位相が逆相になっても、容易かつ簡単に、正相に戻すことができる。
【００５７】
また、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、カメラヘッド１２０側のタイミング発生器１２１より出力されるタイミングクロックＣＫｂからカメラ本体１１０側のローパスフィルタ１１８を用いてそのＤＣ成分を抽出し、抽出したＤＣ成分を制御電圧として電圧制御型電圧昇圧器１１９を制御することにより、カメラヘッド１２０とカメラ本体１１０を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド１２０側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体１１０側から安定した電源電圧を信号線Ｌ４を通じてカメラヘッド１２０側に供給することができる
しかも、このヘッド分離型３ＣＣＤカメラ１００では、上記タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うための各制御電圧を、１本の信号線Ｌ５を介して送られるクロックＣＫｂが直流成分に重畳された信号から得ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置において、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行い、その位相比較結果に応じて上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように、上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御することによって、各タイミング発生手段のタイミングクロック間の位相が逆相になったとき、直ちに正相に戻すことができる。
【００５９】
また、本発明によれば、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスからその直流成分を抽出し、抽出された直流成分に応じて本体側電源電圧を昇圧したヘッド側電源電圧を上記装置本体側から上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに含まれる上記ヘッド側電源電圧に応じた直流成分を抽出して自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給することができる。
【００６０】
さらに、本発明によれば、ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに基づいて、タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うので、装置本体とヘッドとを接続するケーブルの信号線の増加を最小限に抑えることができる。すなわち、１本の信号線を兼用して上記タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うことができる。
【００６１】
したがって、このような発明をヘッド分離型カメラに適用することによって、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相となったとき、直ちに正相に戻すことができるので、撮像中にカメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相になって、カラー映像信号が一時的に正常でなくなっても、直ちに、正常なカラー映像信号に戻すことができ、また、電源立ち上がり時に、カメラヘッド側及びカメラ本体側タイミングクロック間の位相が逆相になっても、容易かつ簡単に、正相に戻すことができる。
【００６２】
また、カメラヘッドとカメラ本体を接続する複数種類のケーブル長により生じる異なった電圧降下によりカメラヘッド側に供給される電源電圧が不定になるのを自動的に補正し、カメラ本体から安定した電源電圧をカメラヘッド側に供給することができる。しかも、ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスに基づいて、タイミングクロックの位相制御と電源電圧の補正制御を行うので、カメラ本体とヘッドとを接続するケーブルの信号線の増加を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したヘッド分離型３ＣＣＤカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおいて、カメラヘッド側のタイミング発生器において生成されるタイミングクロックがカメラヘッド側電源電圧に応じた直流電圧に重畳された信号の波形と、カメラ本体側のローパスフィルタによって得られる上記直流電圧成分のみの信号波形を示す波形図である。
【図３】従来のヘッド分離型３ＣＣＤカメラの構成を示すブロック図である。
【図４】上記ヘッド分離型３ＣＣＤカメラにおける各信号タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ ヘッド分離型３ＣＣＤカメラ、１１０ カメラ本体、１１１ クロック発生器、１１２ 同期発生器、１１３ タイミング発生器、１１４ 信号処理回路、１１５ 位相比較器、１１６ ループフィルタ、１１７ 電圧制御型クロック発生器、１１８ ローパスフィルタ、１１９ 電圧制御型電圧昇圧器、１２０ カメラヘッド、１２１ タイミング発生器、１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２ＢＣＣＤイメージセンサ、１２３ 演算増幅器、１３０ 撮像レンズ、１４０ ケーブル
Claims (3)
- クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置において、
上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行う位相比較手段と、この位相比較手段による位相比較出力を制御電圧に変換する変換手段と、この変換手段により得られる制御電圧によって発振位相が制御される電圧制御型クロック発生手段と、上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、この直流成分抽出手段により抽出された直流成分を制御電圧として、本体側電源電圧を昇圧する電圧制御型電圧昇圧手段とを上記装置本体に設け、
上記電圧制御型クロック発生手段により発生されるクロックを上記ヘッド側タイミング発生手段に供給し、上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように上記変換手段により得られる制御電圧によって上記電圧制御型クロック発生手段の発振位相を制御し、
上記電圧制御型電圧昇圧手段により本体側電源電圧よりも高い電源電圧をヘッド側電源電圧として上記ヘッド側に供給し、このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を上記直流成分抽出手段により抽出して上記電圧制御型電圧昇圧手段を制御することによって、上記電圧制御型電圧昇圧手段から自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給する信号処理装置。 - 上記ヘッドは、撮像部を備えるカメラヘッドであり、上記装置本体は、上記カメラヘッドから供給される撮像信号に信号処理を施す信号処理部を備えるカメラ本体であることを特徴とする請求項１記載の信号処理装置。
- クロック発生手段により与えられるクロックに基づいて本体側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行う本体側信号処理手段を備える装置本体と、装置本体から供給されるクロックに基づいてヘッド側タイミング発生手段により発生されるタイミングパルスに従って信号処理を行うヘッド側信号処理手段を備えるヘッドとをケーブルを介して接続してなる信号処理装置の駆動制御方法であって、
上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスの位相比較を行い、
その位相比較結果に応じて上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、
上記本体側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスと上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが同相となるように、上記ヘッド側タイミング発生手段に供給するクロックの位相を制御し、
上記ヘッド側タイミング発生手段により発生されたタイミングパルスが重畳された直流成分を抽出し、
抽出された直流成分に応じて本体側電源電圧を昇圧したヘッド側電源電圧を上記装置本体側から上記ヘッド側に供給し、
このヘッド側電源電圧により駆動される上記ヘッド側タイミング発生手段により上記ヘッド側電源電圧に比例した直流成分に重畳されたタイミングパルスを生成して上記ヘッド側から上記装置本体に戻し、上記タイミングパルスが重畳された直流成分を抽出して自動的に補正したヘッド側電源電圧を上記ヘッド側に供給する駆動制御方法。
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