JP4788381B2 - 映像出力装置およびこれを備えるデジタルカメラ - Google Patents

Description

本発明は、異なる複数の映像方式に対応した複数の映像信号を出力可能な映像出力装置を備えるデジタルカメラ（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ）、若しくは表示装置（パソコン、ビデオゲーム機）に関する。

近年、液晶モニタを備え、かつＴＶやビデオにも撮像した画像を出力できるデジタルカメラのように異なる複数の映像方式に対応した複数の映像信号を同時に出力できる機器が増えている。従来のこういった機器の概要について図１４を参照して説明する。図１４はデジタルスチルカメラの例を示している。図１４のデジタルスチルカメラでは、映像入力回路２６によって映像入力信号として入力される入力画像が処理され、映像出力回路５８によって出力画像が処理され、処理された出力画像は映像出力信号としてデジタルスチルカメラ専用ＬＳＩ６４の外部に接続されたＴＶ６６とＬＣＤ（液晶表示装置）６８へと出力される。映像入力回路２６は映像入力同期信号生成回路３０を有しており、映像出力回路５８は映像出力同期信号生成回路６２を有している。これらの映像入力同期信号生成回路３０及び映像出力同期信号生成回路６２は、各々、垂直カウンタと水平カウンタとを備えており、このカウント値に基づいて垂直同期信号と水平同期信号とを生成する。この垂直同期信号と水平同期信号によって決定されるタイミングに従って、画像処理回路２８および表示処理回路６０は動作することになる。

ここで、モニタモードのように入力画像をそのまま出力画像として出力する場合には映像入力信号と映像出力信号とは同期をさせる必要がある。そのため、映像出力同期信号生成回路６２をマスタの同期回路、映像入力同期信号生成回路３０をスレーブの同期回路とすることにより、映像出力同期信号生成回路６２から制御信号を出力して、映像入力信号と映像出力信号を同期させている。

また、従来の機器では、ＴＶやビデオへと出力されるＴＶ用映像出力と、ＬＣＤへと出力されるＬＣＤ用映像出力とは同一の映像出力同期信号生成回路６２によって生成していた。これは５２５ｉ（ＮＴＳＣ）／６２５ｉ（ＰＡＬ）などの映像方式では、ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力は同じ水平走査線数、水平周期であるため、映像出力同期信号生成回路６２の垂直カウンタ、水平カウンタを共用することができたためである。

しかしながら近年ハイビジョン（ＨＤＴＶ）に対応した機器も増えてきており、デジタルカメラでもハイビジョンに対応することが要求されている。ハイビジョン（ＨＤＴＶ）の映像方式には、１９２０×１０８０フォーマットや１２８０×７２０フォーマットなど、様々な水平走査線数、水平周期、プログレッシブ／インターレース走査の規格がある（特許文献１参照）。

図７は各種映像方式をあらわす表を示した図である。ＳＤＴＶ（Standard Definition Television）のＮＴＳＣとＰＡＬはそれぞれ図７の（ａ）の５２５ｉ（ＮＴＳＣ）と（ｅ）の６２５ｉ（ＰＡＬ）に該当する。特許文献１に示されるＨＤＴＶ（High Definition Television ）の１９２０×１０８０フォーマットと１２８０×７２０フォーマットは、それぞれ図７の（ｃ）の１１２５ｉと（ｄ）の７５０ｐに該当する。ここで、図７において、垂直カウンタ数はその映像方式での全走査線数に、水平カウンタ数は２７ＭＨｚでクロックが動作したときの水平周期のカウンタ数を表している。
特開２０００-４１２２５号公報（第４頁）

従来のＳＤＴＶのＮＴＳＣ／ＰＡＬなどの映像方式に加えて、ハイビジョン（ＨＤＴＶ）映像方式を映像出力回路５８から出力するためには、新しい垂直カウンタ数と水平カウンタ数をサポートする映像出力同期信号生成回路６２を必要とする。

また従来のインターレース走査の５２５ｉ（ＮＴＳＣ）／６２５ｉ（ＰＡＬ）などの映像方式に加えて、プログレッシブ走査のＮＴＳＣ／ＰＡＬ相当の映像方式を採用するＬＣＤも登場してきた。図７においては、（ｂ）の ５２５p と（ｆ）の ６２５p がこれに該当する。このような場合、ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力は異なる水平走査線数、水平周期となるために、映像出力同期信号生成回路６２の垂直カウンタ、水平カウンタを共用することができない。

これらを解決してハイビジョン（ＨＤＴＶ）の映像方式やＬＣＤのプログレッシブ走査をサポートするために、従来のＴＶ用とＬＣＤ用で共有していた映像出力同期信号生成回路６２を単純に２つに分離させる方法がある。以下に、映像出力同期信号生成回路６２を単純に２つに分離させた場合の動作周期に関する問題点について説明する。映像出力同期信号生成回路を単純に分割する場合には、どちらかの同期信号生成回路をマスタ（基準）の同期回路として、このマスタの同期回路から制御信号を出力して、スレーブの同期回路をマスタの同期回路に同期させる仕組みが必要である。

図１５を用いてさらに説明を加える。（ａ）はＴＶ用映像出力同期信号生成回路のタイミングチャートを、（ｂ）はＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路のタイミングチャートを示している。まず、双方の映像出力同期信号生成回路が、同一の５９.９４Ｈｚ で動作している時は、動作周期が５９.９４Ｈｚ で同じであるため同期を必要としない。ここで、変更点１において、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路だけを５９.９４Ｈｚ から ６０Ｈｚ に変更すると、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路 ６０Ｈｚ とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路 ５９.９４Ｈｚ では動作周期が異なるのでＡのようなずれが発生する。

次に変更点２において、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路を６０Ｈｚ から５０Ｈｚ に変更し、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路を５９.９４Ｈｚ から５０Ｈｚ に変更する。この場合、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路をマスタ、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路をスレーブとして、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路からＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路に制御信号を出力することにより、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路を同期させて、動作周期を変更する。逆にＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路をマスタ、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路をスレーブとする場合も考えられる。

次に変更点３において、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路を５０Ｈｚから６０Ｈｚに変更し、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路を５０Ｈｚから５９.９４Ｈｚに変更する。この場合、変更前の動作周期が５０Ｈｚで同じなので、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路の動作周期を変更しても同期を必要としない。しかし、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路は６０Ｈｚで動作し、 ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路は５９.９４Ｈｚで動作し、動作周期が異なるのでＢのようなずれが発生する。

次に変更点４において、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路だけを６０Ｈｚから５９.９４Ｈｚに変更する。この場合は、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路をマスタ、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路をスレーブとして、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路からＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路に制御信号を出力することにより、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路を同期させて、動作周期を変更する。逆にＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路をマスタ、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路をスレーブとする場合も考えられる。

ここで、ハイビジョン（ＨＤＴＶ）の映像方式や液晶表示装置（ＬＣＤ）のプログレッシブ走査をサポートするために、対応しなければならないＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力の動作周期と映像方式の組み合わせについて説明する。図１２に示すように、従来のＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力においては、５９.９４Ｈｚと５０Ｈｚの２つの動作周期しかなく、それぞれの動作周期の映像方式も１つなので映像出力同期信号生成回路６２の垂直カウンタ、水平カウンタを共用することが可能であり、モード切換えの手順も単純である。しかしここにハイビジョンやプログレッシブの概念が入ってくると図１３のようになる。図１３では横軸方向に動作周期をＨＤＴＶ／ＳＤＴＶ で分類して並べており、縦軸方向はＬＣＤ用映像出力のインターレース／プログレッシブ走査で分類している。なお、上段はビデオＴＶ用映像出力で、下段はＬＣＤ用映像出力である。図１３に示されるような状況においては、ビデオ（ＴＶ）用と液晶表示装置（ＬＣＤ）用で、それぞれ専用のＴＶ用映像出力同期信号生成回路とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路を用いる必要があるが、図１３のように５９.９４Ｈｚ と５０Ｈｚ、６０Ｈｚ の３つの動作周期があり、それぞれの動作周期の映像方式も複数ありモード切換えの手順も複雑である。例えば、図１３における１１４と１１８のＴＶ用映像出力のように、動作周期が５０Ｈｚで同じでも、１１４は６２５ｉ（ＰＡＬ）、１１８は １１２５ｉのため、映像方式の垂直カウンタ、水平カウンタのカウンタ数が異なっている。

すなわち、映像出力同期信号生成回路６２を単純に２つに分離させた場合、２つに分離したＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力の映像出力同期信号生成回路６２をそれぞれ同期させる必要がある。しかしながら、単純に２つに分離しただけでは、映像出力回路５８の映像方式を変更する場合に、ＴＶ用映像出力やＬＣＤ用映像出力の現在の映像方式から動作周期を求めて、どちらをマスタ（基準）として、動作周期と映像方式を変更するかを考慮する必要があり、手順が複雑になるという問題点がある。

本発明は上記の問題点に鑑みて為されたものであり、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路の垂直カウンタ、水平カウンタや、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路の水平カウンタ、垂直カウンタとは別に水平カウンタ、垂直カウンタを持たない同期専用カウンタを設置する。この同期専用カウンタでシステム全体の動作周期の管理と、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路の垂直カウンタと水平カウンタに対する制御信号を出力するタイミングを調整することによってＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力の同期や位相調整を行う。

同期専用カウンタを基準とすることで、ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力の映像出力同期信号生成回路をそれぞれ簡単に同期させることが可能になり、ビデオ（ＴＶ）用と液晶表示装置（ＬＣＤ）用の映像出力回路の現在の映像方式を考慮せずに、それぞれの動作周期、映像方式の変更が可能になる。

さらにＬＣＤ用映像出力とＴＶ用映像出力信号の出力開始位置を位相調整する場合、基準となる同期専用カウンタが水平カウンタ、垂直カウンタの概念を持たないので、絶対遅延によって位相調整が可能になる。

本発明に係る映像同期信号生成回路および映像出力装置の実施形態について、デジタルスチルカメラを例にして図面に基づいて詳細に説明する。図１はデジタルスチルカメラにおける本発明に関係する部分の構成概要を示している。

図１と従来のデジタルスチルカメラの構成例である図１４との本質的な差異は、従来の映像出力回路５６の代わりに、映像出力回路４２が設けられている点である。本発明においては、ハイビジョン（ＨＤＴＶ）の映像方式や液晶表示装置（ＬＣＤ）のプログレッシブ走査をサポートするために、従来ではビデオ（ＴＶ）用と液晶表示装置（ＬＣＤ）用で共有していた映像出力同期信号生成回路６２を、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２に分割して構成している。さらに、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６とＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２を同期し、あるいは位相調整するために、同期専用カウンタ４０が追加されている。ここで位相調整とは、出力信号のタイミングをずらすために意図的に同期信号をずらすことをいう。

図１に示すデジタルスチルカメラ１０では、被写体の映像がレンズ１２を通過することによってＣＣＤ（電荷結合素子）１４上に結像し、ＣＣＤ１４はこの光信号を画素毎の電気信号へと変換して電荷として蓄積する。ＣＣＤ１４はタイミング・ジェネレータ２４と垂直ドライバ（垂直駆動ドライバ２２）によって駆動され、電荷として蓄積された撮像信号を出力する。ＣＣＤ１４から取り出されたアナログ画像データとしての撮像信号は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）１６でサンプリングされ、ＡＧＣ（自動利得制御器）１８によって適正な信号レベルとなるようにゲイン調整される。このゲイン調整された撮像信号はデジタルスチルカメラ用ＬＳＩ（大規模集積回路）６４へと入力される。デジタルスチルカメラ用ＬＳＩ６４は、ＣＰＵ（中央処理装置）３８を備えており、このＣＰＵ３８がＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group）処理回路３４および映像入力回路２６、ＴＶ用映像出力回路４４、ＬＣＤ用映像出力回路５０のコントロールを行う。ＬＳＩへと入力されたアナログ画像データである撮像信号は、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）２０によってデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は映像入力信号として画像処理回路２８へと入力される。映像入力信号は画像処理回路２８でＹＣ処理などを行った上でデジタル画像データとしてメモリ（一時記憶装置）３６に格納される。メモリ（一時記憶装置）３６に格納されたデジタル画像データは、ＴＶ用表示処理回路４８で処理されて、外部に接続されているＴＶ６６に映像出力として出力される。同様にメモリ（一時記憶装置）３６に格納されたデジタル画像データは、ＬＣＤ用表示処理回路５４で処理されて、外部に接続されているＬＣＤ（液晶表示装置）６８に映像出力として出力される。またメモリ（一時記憶装置）３６に格納されたデジタル画像データは、ＪＰＥＧ処理回路３４で、画像圧縮処理されて、記録メディア３２に格納される。

映像入力同期信号生成回路３０は、タイミング・ジェネレータ２４を通して、ＣＣＤ１４からアナログ画像データを取り出すタイミングである外部映像入力同期信号を生成・出力し、画像処理回路２８に対して映像入力信号を取り込むタイミングである内部映像入力同期信号を生成・出力する。ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６は、ＴＶ用表示処理回路４８に対して、ＮＴＳＣ／ＰＡＬなどの映像方式を出力するのに必要な映像出力同期信号を生成・出力する。同様にＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２は、ＬＣＤ用表示処理回路５４に対して、ＮＴＳＣ／ＰＡＬなどの映像方式を出力するのに必要な映像出力同期信号を生成・出力する。本発明においては、これら映像入力同期信号生成回路３０、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２を同期させるために同期部としての同期専用カウンタ４０を設けているのが特徴的である。同期専用カウンタ４０は設定された最大値までカウントされるとリセットされ再度カウントを開始するカウンタであり、カウント値はこれら３つの同期信号生成回路へと出力されている。

同期専用カウンタ４０の動作について図２〜４を用いて説明する。図２は同期専用カウンタ４０の詳細構成図である。図２に示すように同期専用カウンタ４０は、クロックに同期してカウントを行う動作周期カウンタ７２と、次の動作周期における動作周期カウンタの最大カウント値を保持する記憶部である動作周期カウンタ最大値７４とを備えている。残りの構成要素については後述する。

フィールド動作周期が５９.９４Ｈｚと６０Ｈｚ、５０Ｈｚの場合を例にとって図４を用いてさらに説明する。フィールド動作周期の期間は、フレーム動作周期の半分である。動作周期カウンタ７２には、このフレーム動作周期の動作周期カウンタ数を用いる。動作周期カウンタ７２を２７ＭＨｚのクロックを用いて動作しているとすると、図４よりフィールド動作周期が５９.９４Ｈｚのときは動作周期カウンタ数を９００９００に設定する。以下同様にフィールド動作周期が６０Ｈｚの時は動作周期カウンタ数を９０００００に設定し、フィールド動作周期が５０Ｈｚの時は動作周期カウンタ数を１０８００００に設定する。動作周期カウンタ最大値７４には、この動作周期カウンタ数−１の値を設定する。これにより動作周期カウンタ７２は、０から動作周期カウンタ数−１までカウントを行い、そのカウントを行っている期間はフレーム動作周期となる。

図３は動作周期カウンタの動作を示すフローチャートである。まず、リセットによってカウンタ動作が開始すると、動作周期カウンタ最大値７４がカウンタの最大値としてロード（Ｓ１００）される。次に動作周期カウンタ７２が０に初期化（Ｓ１０２）される。次に動作周期カウンタ７２が１だけカウントアップ（Ｓ１０４）する。動作周期カウンタ７２がロードされた最大値より小さい場合はＳ１０４に分岐し、動作周期カウンタ７２がロードされた最大値に等しいか大きい場合はＳ１００に分岐（Ｓ１０６）する。

次の動作周期を変更する時は、動作周期カウンタ７２のカウントアップ（Ｓ１０４）とロードされた最大値との比較（Ｓ１０６）を繰り返している間に、動作周期カウンタ最大値７４に次の動作周期を設定しておく。動作周期カウンタ７２がロードされている最大値になった時、動作周期カウンタ最大値７４に設定されている値が次のカウンタの最大値としてロード（Ｓ１００）されるので、次の動作周期を変更することができる。

次に、映像入力同期信号生成回路３０とＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２の構成について説明する。これらの構成は基本的に同一であるので、図５〜７を用いて映像出力同期信号生成回路として統一して説明する。

映像出力同期信号生成回路８８はクロックに同期してカウントを行うカウンタである水平カウンタ９２と、水平カウンタがリセットされる毎にカウントを行う垂直カウンタ９０とこれらのカウンタの次の周期における最大カウント値を保持する記憶部である垂直カウンタ最大値９４及び水平カウンタ最大値９６を備えている。垂直カウンタ９０のカウンタ値が０になると垂直同期信号が有効になり、水平カウンタ９２のカウンタ値が０になると水平同期信号が有効になる。これらの垂直同期信号と水平同期信号によって、映像入力同期信号生成回路３０とＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２が制御されることになる。

映像入力のサイズや映像出力の映像方式ごとに垂直カウンタ最大値と水平カウンタ最大値は異なり、また映像入力の垂直カウンタ最大値と水平カウンタ最大値は、使用するＣＣＤ１４によって異なる。図７は動作周期と映像方式に応じて全走査線数、水平周期期間、垂直カウンタ数及び水平カウンタ数を表した表を示す図である。クロックは２７ＭＨｚで動作するものとする。水平カウンタ最大値９６には、水平カウンタ数−１の値を設定する。これにより水平カウンタ９２は、０から水平カウンタ数−１をカウントし、そのカウントを行う期間は水平周期期間となる。垂直カウンタ最大値９４には、垂直カウント数−１の値を設定する。これにより垂直カウンタ９０は、０から垂直カウンタ数−１をカウントし、そのカウントを行う期間は全走査線数×水平周期期間となる。

図６はこれらのカウンタの動作を示すフローチャートである。まずリセットとカウンタ最大値の更新によってカウンタが動作を開始する。垂直カウンタ最大値９４と水平カウンタ最大値９６が垂直カウンタと水平カウンタの最大値としてロード（Ｓ１０８）される。次に垂直カウンタ９０と水平カウンタ９２が０に初期化（Ｓ１１０）される。次に水平カウンタ９２が１だけカウントアップ（Ｓ１１２）する。水平カウンタ９２がロードされた水平最大値９６より小さい場合はＳ１１２に分岐し、水平カウンタ９２がロードされた水平最大値９６に等しいか大きい場合はＳ１１６に分岐（Ｓ１１４）する。

垂直カウンタ９０がロードされた垂直最大値９４より小さい場合はＳ１１８に分岐し、垂直カウンタ９０が１だけカウントアップし、水平カウンタ９２が０に初期化（Ｓ１１８）される。垂直カウンタ９０がロードされた垂直最大値９４に等しいか大きい場合はＳ１０８に分岐（Ｓ１１６）し、垂直カウンタ最大値９４と水平カウンタ最大値９６が垂直最大値と水平最大値としてロード（Ｓ１０８）される。水平カウンタ９２が０から水平カウンタ最大値９６までカウントアップすると、垂直カウンタ９０が１カウントアップし、水平カウンタ９２が０に戻り、また水平カウンタ９２が０から水平カウンタ最大値９６までカウントアップする。この動作を垂直カウンタ９０が垂直カウンタ最大値９４になるまで繰り返す。

次の映像方式を変更する時は、垂直カウンタ最大値９４と水平カウンタ最大値９６が垂直カウンタと水平カウンタの最大値としてロード（Ｓ１０８）される前に、垂直カウンタ最大値９４と水平カウンタ最大値９６に次の映像方式の設定値をそれぞれ設定しておく。垂直カウンタ９０と水平カウンタ９２がそれぞれロードされている最大値になった時、垂直カウンタ最大値９４と水平カウンタ最大値９６に設定されている値が次のカウンタの最大値としてロード（S１０８）されるので、次の映像方式を変更することができる。

図１の同期専用カウンタ４０と、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２の映像方式による同期された動作の詳細について図８を用いてさらに説明する。システム全体の動作周期は６０Ｈｚとし、ＴＶ用映像出力は１１２５ｉで６０Ｈｚ、ＬＣＤ用映像出力は、５２５ｉ（ＮＴＳＣ）で５９.９４Ｈｚ であるとする。また、ＴＶ用映像出力の位相調整とＬＣＤ用映像出力の位相調整は共に０、すなわち同期専用カウンタのリセットタイミングと各々の映像出力同期信号生成回路のリセットタイミングは同一であるものとする。

図８（ａ）に示すように、同期専用カウンタは、フィールド動作周期６０Ｈｚの動作周期カウンタ数が９０００００（図４参照）なので、カウンタの最大値として動作周期カウンタ数−１である８９９９９９がロードされる。カウンタがロードされている最大値（８９９９９９）になると、カウンタ最大値の更新を制御する信号が同期専用カウンタからＴＶ用映像出力同期信号生成回路及びＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路へと出力される。また同時に同期専用カウンタ自身も動作周期カウンタ最大値として、動作周期カウンタ数−１である８９９９９９がロードされ、次の１クロックで動作周期カウンタが０に初期化され、動作周期カウンタが８９９９９９までカウントアップを繰り返す。

図８（ｂ）に示すように、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路は、１１２５ｉで６０Ｈｚなので、垂直カウンタ数が１１２５（図７参照）となり、垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である１１２４がロードされる。また、水平カウンタ数が８００なので、水平カウンタ最大値として水平カウンタ数−１である７９９がロードされる。水平カウンタが０から７９９になった次の１クロックで、垂直カウンタが１だけカウントアップする。垂直カウンタが１１２４となり、かつ水平カウンタが７９９となるまで水平カウンタ及び垂直カウンタはカウントアップを繰り返す。垂直カウンタが１１２４となり、かつ水平カウンタが７９９になるタイミングで、同期専用カウンタはＴＶ用映像出力同期信号生成回路のカウンタ最大値を更新する信号を出力するので、垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である１１２４がロードされ、水平カウンタ最大値として水平カウンタ数−１である７９９がロードされる。この次の１クロックで垂直カウンタと水平カウンタが０に初期化される。再度カウントアップを繰り返す。

図８（ｃ）に示すように、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路は、５２５ｉで５９．９４Ｈｚなので、垂直カウンタ数が５２５（図７参照）となり、垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である５２４がロードされる。また、水平カウンタ数が１７１６なので、水平最大値として水平カウンタ数−１である１７１５がロードされる。水平カウンタが０から１７１５になった次の１クロックで、垂直カウンタが１だけカウントアップする。垂直カウンタが５２４となるまで垂直カウンタはカウントアップを繰り返す。垂直カウンタが５２４となり、かつ水平カウンタが０から１７１５になる途中のタイミング（水平カウンタのカウント値が８１５）で、同期専用カウンタがＬＣＤ用映像出力カウンタの最大値を更新する信号を出力するので、垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である５２４がロードされ、水平カウンタ最大値として水平カウンタ数−１である１，７１５がロードされる。この次の１クロックで垂直カウンタと水平カウンタが０に初期化され、再度カウントアップを繰り返す。このようにすると、ＬＣＤには１フレームの全ては表示されないことになるが、人間の目には問題がない範囲であり、ＬＣＤはＴＶと同期されている。

図１の同期専用カウンタ４０を用いて、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２の映像方式を切替える場合の動作について図９を用いてさらに詳細に説明する。

変更点１において、システム全体の動作周期は６０Ｈｚから５０Ｈｚに、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路は１１２５ｉの６０Ｈｚから６２５ｉ（ＰＡＬ）の５０Ｈｚ に、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路は５２５ｉ（ＮＴＳＣ）の５９.９４Ｈｚから６２５ｉ（ＰＡＬ）の５０Ｈｚ に変更するものとする。また、ＴＶ用映像出力の位相調整とＬＣＤ用映像出力の位相調整は共に０、すなわち同期専用カウンタのリセットタイミングと各々の映像出力同期信号生成回路のリセットタイミングは同一であるものとする。

図９（ａ）に示すように、同期専用カウンタは、フィールド動作周期が６０Ｈｚの動作周期カウンタ数が９０００００で、フィールド動作周期が５０Ｈｚの動作周期カウンタ数が１０８００００である（図４参照）。動作周期カウンタがロードされている最大値である８９９９９９となると、カウンタ最大値の更新を制御する信号が同期専用カウンタからＴＶ用映像出力同期信号生成回路及びＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路へと出力される。また同時に同期専用カウンタ自身も動作周期カウンタ最大値として、動作周期カウンタ数−１である１０７９９９９がロードされ、次の１クロックで動作周期カウンタが０に初期化され、動作周期カウンタが１０７９９９９までカウントアップを繰り返す。

図９（ｂ）に示すように、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路は、１１２５ｉの６０Ｈｚから６２５ｉ（ＰＡＬ）の５０Ｈｚ に変更にされる。したがって、垂直カウンタ数が１１２５から６２５に、水平カウンタ数が８００から１７２８に変更になる（図７（ｃ）、（ｅ）参照）。ＴＶ用映像出力カウンタの最大値が更新されるタイミングで垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である６２４がロードされ、水平カウンタ最大値として水平カウンタ数−１である１７２７がロードされる。この次の１クロックで垂直カウンタと水平カウンタが０に初期化されて、カウントアップを繰り返す。

図９（ｃ）に示すように、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路は、５２５ｉの５９.９４Ｈｚ から ６２５ｉ（ＰＡＬ）の５０Ｈｚに変更にされる。したがって、垂直カウンタ数が５２５から６２５に、水平カウンタ数が１７１６から１７２８に変更になる（図７ （ａ）、（ｅ）参照）。垂直カウンタが５２４で、水平カウンタが８１５のときに、同期専用カウンタから最大値を更新するための信号が入力される。これによって、ＬＣＤ用映像出力カウンタの最大値が更新され、垂直カウンタ最大値として垂直カウンタ数−１である６２４がロードされ、水平カウンタ最大値として水平カウンタ数−１である１７２７がロードされる。この次の１クロックで垂直カウンタと水平カウンタが０に初期化されて、カウントアップを繰り返す。

なおここでは説明を省略しているが、映像入力同期信号生成回路も、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路及びＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路と同様の仕組みによって、同期専用カウンタを用いて同期させることが可能であることは当然である。

次に同期専用カウンタ４０を用いたＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２、映像入力同期信号生成回路３０の位相調整について、図２と図１０を用いてさらに説明を加える。図１０は位相調整を行う場合のタイミングチャートを示している。これらの位相調整は同期専用カウンタ内のＴＶ用映像出力位相調整値７６、ＬＣＤ用映像出力位相調整値８０、映像入力位相調整値８４を書き換えることによって行われる。

図２の動作周期カウンタ７２とＴＶ用映像出力位相調整値７６が一致すると、ＴＶ用映像出力のカウンタ最大値が更新される。同様に動作周期カウンタ７２とＬＣＤ用映像出力位相調整値８０が一致すると、ＬＣＤ用映像出力のカウンタ最大値が更新される。動作周期カウンタ７２と映像入力位相調整値８４が一致すると、映像入力のカウンタ最大値が更新される。

従来は１つの映像出力部の垂直カウンタや水平カウンタを基準に位相調整を行っていたが、この方法だと基準となる垂直カウンタや水平カウンタの映像方式を変更するときに、位相調整量も映像方式に合わせて再設定してやる必要がある。そのため本発明では、同期専用カウンタを基準に位相調整することにより、設定手順を簡単にしている。

次にＣＰＵ割込みについて説明を行う。ＴＶ用映像出力回路４４やＬＣＤ用映像出力回路５０、映像入力回路２６の設定を変更するには、その動作を妨げないように、垂直ブランキング期間など映像が出力されていない期間や、映像が入力されていない期間で制御する必要がある。したがって、ＣＰＵ３８に対して制御しても問題のないタイミングを通知するためにＣＰＵ割込みを使用する。ここでの具体的な制御とは、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路やＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路における垂直カウンタ最大値や水平カウンタ最大値の変更、ＴＶ用表示処理回路やＬＣＤ用表示処理回路における映像を表示しない期間の設定（映像方式によって垂直ブランキング期間、水平ブランキング期間が異なる）、あるいはＴＶ用表示処理回路やＬＣＤ用表示処理回路における画面アスペクト比などの情報を重畳するための設定、ＯＳＤ（オン・スクリーン・ディスプレイ）データの表示/非表示/表示内容（テレビ画面にチャンネル番号を表示など）の設定、あるいは映像入力同期信号生成回路における垂直カウンタ最大値や水平カウンタ最大値の変更（静止画を撮影するモード、動画を撮影するモード、モニターモードに応じて処理される画素数が異なるため）を示している。

図２の動作周期カウンタ７２とＴＶ用映像出力制御タイミング７８が一致すると、ＴＶ用映像出力ＣＰＵ割込みが起こる。このＣＰＵ割込みを使ってＣＰＵ３８は、ＴＶ用映像出力回路４４の制御を行う。同様に動作周期カウンタ７２と液晶表示装置（ＬＣＤ）用映像出力制御タイミング８２が一致した時、液晶表示装置（ＬＣＤ）用映像出力ＣＰＵ割込みが起こる。このＣＰＵ割込みを使ってＣＰＵ３８は、液晶表示装置（ＬＣＤ）用映像出力回路５０の制御を行う。動作周期カウンタ７２と映像入力制御タイミング８６が一致すると、映像入力ＣＰＵ割込みが起こる。このＣＰＵ割込みを使ってＣＰＵ３８は、映像入力回路２６の制御を行う。

図１０（ｂ）に示すように、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路は、ＴＶ用映像出力位相調整値７６を使って、ＴＶ用映像出力カウンタ最大値更新（リセットとカウンタ最大値更新）の出力位置を変更し、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路４６を同期専用カウンタ４０に対して位相調整可能にしている。

図１０（ｃ）に示すように、 ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路は、ＬＣＤ用映像出力位相調整値８０を使って、ＬＣＤ用映像出力カウンタ最大値更新（リセットとカウンタ最大値更新）の出力位置を変更し、ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路５２を同期専用カウンタ４０に対して位相調整可能にしている。

図１０（ｄ）に示すように、映像入力同期信号生成回路は、映像入力位相調整値８４を使って、映像入力カウンタ最大値更新（リセットとカウンタ最大値更新）の出力位置を変更し、映像入力同期信号生成回路３０を同期専用カウンタ４０に対して位相調整可能にしている。

図１０（ｅ）に示すように、ＴＶ用映像出力制御タイミング７８やＬＣＤ用映像出力制御タイミング８２、映像入力制御タイミング８６を使って、ＴＶ用映像出力ＣＰＵ割込みやＬＣＤ用映像出力ＣＰＵ割込み、映像入力ＣＰＵ割込みの出力位置を変更し、ＴＶ用映像出力同期信号生成回路やＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路、映像入力同期信号生成回路を同期専用カウンタに対して制御位置を位相調整可能にしている。

図１５のように映像出力同期信号生成回路６２を単純に２つに分離させた場合の問題点は、同期専用カウンタを使ってシステム全体の動作周期を統一することによって、図１１のように動作するようになる。

変更点１のように同期専用カウンタとＴＶ用映像出力を５９.９４Ｈｚから６０Ｈｚに変更した場合は、ＴＶ用映像出力６０ＨｚとＬＣＤ用映像出力５９.９４Ｈｚでは動作周期が異なりずれが発生するが、同期専用カウンタから６０Ｈｚの動作周期で、リセットとカウンタ最大値更新が出力され、ＬＣＤ用映像出力の５９.９４Ｈｚ動作周期の途中で、リセットとカウンタ最大値更新が出力されるので、６０Ｈｚで動作しているＴＶ用映像出力と同期して動作する。

変更点２のように同期専用カウンタとＴＶ用映像出力を６０Ｈｚから５０Ｈｚに変更し、ＬＣＤ用映像出力を５９.９４Ｈｚ から５０Ｈｚ に変更する場合は、同期専用カウンタから５０Ｈｚの動作周期で、ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力にリセットとカウンタ最大値更新が出力されるので、それぞれの同期を保ちながら動作周期を変更できる。

変更点３のように同期専用カウンタとＴＶ用映像出力を５０Ｈｚから６０Ｈｚに変更し、ＬＣＤ用映像出力を５０Ｈｚから５９.９４Ｈｚに変更する場合も、ＴＶ用映像出力６０ＨｚとＬＣＤ用映像出力５９.９４Ｈｚでは動作周期が異なりずれが発生するが、同期専用カウンタから６０Ｈｚの動作周期で、リセットとカウンタ最大値更新が出力され、ＬＣＤ用映像出力の５９.９４Ｈｚ動作周期の途中で、リセットとカウンタ最大値更新が出力されるので、６０Ｈｚで動作しているＴＶ用映像出力と同期して動作する。

変更点４のように同期専用カウンタとＴＶ用映像出力だけを６０Ｈｚから５９.９４Ｈｚに変更した場合も、同期専用カウンタから６０Ｈｚ の動作周期で、ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力にカウンタ最大値更新が出力されるので、それぞれの同期を保ちながら動作周期を変更できる。

以上のように、本発明によれば従来技術では解決できない課題を解決することができる。

以上、本発明に係る映像出力装置およびデジタルカメラの実施形態について、図面に基づいて種々説明したが、本発明は図示した映像出力装置およびデジタルカメラに限定されるものではない。

例えば、本発明の複数の映像信号出力部から出力される複数の映像信号を同期させるための同期部の同期専用カウンタについて、垂直カウンタや水平カウンタを持たない１つのカウンタの場合を実施形態として説明してきたが、１つのカウンタだけに限定されるものではなく、同期専用カウンタを２分割や４分割する実施形態も考えられる。例えばインターレース映像方式は偶数フィールドと奇数フィールドがあるので、同期カウンタを１ビットのカウンタと同期カウンタに分割して実施することも可能である。

また、例えば、写真（静止画）を撮影するデジタルスチルカメラに限定はされず、ビデオ（動画）を撮影するデジタルビデオカメラにも適用できる。また複数の映像出力可能なパソコン、ビデオゲーム機にも適用できる。

本発明に係る部分のデジタルスチルカメラにおける構成概要を示すブロック図 本発明に係る同期専用カウンタの構成を示すブロック図 本発明に係る同期専用カウンタの動作を示すフローチャート 動作周期と動作周期カウンタ値の一覧表を示す図 映像出力同期信号生成回路の構成を示すブロック図 映像出力同期信号生成回路の動作を示すフローチャート 映像方式による垂直カウンタ数と水平カウンタ数の一覧表を示す図 本発明に係る同期専用カウンタの通常動作時の詳細タイミングチャート 本発明に係る同期専用カウンタの映像方式切替え動作時の詳細タイミングチャート 本発明に係る同期専用カウンタの同期、位相調整時の詳細タイミングチャート 本発明に係る同期専用カウンタの概要タイミングチャート ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力のＮＴＳＣ／ＰＡＬ映像方式の組み合わせ例を示す図 ＴＶ用映像出力とＬＣＤ用映像出力の様々な映像方式の組み合わせ例を示す図 従来のデジタルスチルカメラにおける構成概要を示すブロック図 映像出力同期信号生成回路を単純に２つに分離させた場合の概要タイミングチャート

符号の説明

１０ デジタルスチルカメラ（撮像装置）
１２ レンズ
１４ ＣＣＤ（Charge Coupled Device、電荷結合素子）
１６ ＣＤＳ（Correlated Double Sampling、相関二重サンプリング）
１８ ＡＧＣ（Automatic Gain Control、自動利得制御器）
２０ ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）
２２ 垂直ドライバ（垂直駆動ドライバ）
２４ タイミング・ジェネレータ
２６ 画像入力回路
２８ 画像処理回路
３０ 映像入力同期信号生成回路
３２ 記録メディア
３４ ＪＰＥＧ（Joint Photographic E×pert Group）処理回路
３６ メモリ（一時記憶装置）
３８ ＣＰＵ（中央処理装置）
４０ 同期専用カウンタ
４２ 本発明に係る映像出力回路
４４ ＴＶ用映像出力回路
４６ ＴＶ用映像出力同期信号生成回路
４８ ＴＶ用表示処理回路
５０ ＬＣＤ用映像出力回路
５２ ＬＣＤ用映像出力同期信号生成回路
５４ ＬＣＤ用表示処理回路
５６ 従来の映像出力回路
５８ 映像出力回路
６０ 表示処理回路
６２ 映像出力同期信号生成回路
６４ デジタルスチルカメラ専用LSI
６６ ＴＶ
６８ ＬＣＤ
７２ 動作周期カウンタ
７４ 動作周期カウンタ最大値
７６ ＴＶ用映像出力位置調整値
７８ ＴＶ用映像出力制御タイミング
８０ ＬＣＤ用映像出力位置調整値
８２ ＬＣＤ用映像出力制御タイミング
８４ 映像入力位置調整値
８６ 映像入力制御タイミング
８８ 映像出力同期信号生成回路
９０ 垂直カウンタ
９２ 水平カウンタ
９４ 垂直カウンタ最大値
９６ 水平カウンタ最大値

Claims (2)

1. 複数の表示デバイスへと映像信号を出力することが可能な映像出力装置であって、
   各々が少なくとも１つの映像方式に対応した信号を出力する複数の映像信号出力部と、
   前記複数の映像信号出力部に共通して設けられ、前記複数の映像信号出力部から出力される複数の映像信号を同期させるための同期部と、
   を備え、さらに、
   前記同期部は設定された最大値までカウント可能な同期カウンタを備えており、
   前記同期カウンタのカウント値に基づいて前記複数の映像信号が同期され、さらに、
   前記複数の映像信号出力部が、各々、設定された最大値までカウント可能な垂直カウンタ及び水平カウンタを備えており、
   前記同期カウンタと、前記垂直カウンタ及び前記水平カウンタを同期させ、
   前記同期カウンタのカウント値が第一の所定の値のときに、前記垂直カウンタ及び前記水平カウンタがリセットされるように、前記出力される映像信号の位相調整を行い、
   ＣＰＵ割り込みに応じて所定の処理を実行可能なＣＰＵをさらに備え、
   前記同期カウンタが第二の所定の値となったときに前記ＣＰＵ割り込みを発生し、前記ＣＰＵ割り込みによって、前記垂直カウンタ及び前記水平カウンタの各々に最大値を設定することを特徴とする映像出力装置。
2. 複数の表示デバイスへと映像信号を出力することが可能な映像出力装置であって、
   各々が少なくとも１つの映像方式に対応した信号を出力する複数の映像信号出力部と、
   前記複数の映像信号出力部に共通して設けられ、前記複数の映像信号出力部から出力される複数の映像信号を同期させるための同期部と、
   を備え、さらに、
   前記同期部は設定された最大値までカウント可能な同期カウンタを備えており、
   前記同期カウンタのカウント値に基づいて前記複数の映像信号が同期され、さらに、
   設定された最大値までカウント可能な入力信号用垂直カウンタ及び入力信号用水平カウンタを有し、映像信号を入力する映像信号入力部を備え、
   さらに前記同期カウンタと、前記入力信号用垂直カウンタ及び前記入力信号用水平カウンタとを同期させ、
   前記同期カウンタのカウント値が第一の所定の値のときに、前記入力信号用垂直カウンタ及び前記入力信号用水平カウンタがリセットされるように、前記入力される映像信号の位相調整を行い、
   ＣＰＵ割り込みに応じて所定の処理を実行可能なＣＰＵをさらに備え、
   前記同期カウンタが第二の所定の値となったときに前記ＣＰＵ割り込みを発生し、前記ＣＰＵ割り込みによって、前記入力信号用垂直カウンタ及び前記入力信号用水平カウンタの各々に最大値を設定することを特徴とする映像信号出力装置。

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