JP4794943B2 - クロック切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ等の外部同期を自動切替するためのクロック切替装置に関する。

従来、外部入力される映像信号の同期信号の種類を判別して、ＨＤＴＶ、ＮＴＳＣ同期方式、等の動作モード切替を行い、複数の原発振クロックから分周して作成されたパルス類を動作モードに応じて切替るように外部入力する複数の映像信号方式を自動判別する回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１―１１２８３０号公報

また、カメラの同期信号発生器に必要なクロックを供給するクロック切替装置が従来技術として公知である。図７は、従来のクロック切替装置の基本構成を示している。図７のクロック切替装置は、外部同期信号１、・・・、Ｎ（Ｎ：自然数）を検出するパルス検出器１、検出された外部同期信号から外部同期動作モードを決定する同期モード選択デコーダ２、外部同期動作モードに応じて、複数の発振器の動作を制御する発振器制御用デコーダ４、その出力により制御される外部同期モード用の発振器５、常時発振する発振器６、外部同期動作モードに応じて、発振器の出力クロックの選択を制御する発振器選択デコーダ７、その出力により、複数の発振器の出力を選択する発振器選択切替器８、カメラの同期信号を発生させる同期信号発生器１０を含む。

まず、外部より、外部同期信号１、・・・、Ｎが入力されると、外部同期信号の検出手段であるパルス検出器１において、外部同期信号が検出され、その検出結果は、外部同期動作モードを決定する同期モード選択デコーダ２に送られる。同期モード選択デコーダ２は、検出結果を受け、外部同期モードを決定する。モードが決定されると、外部同期動作モードに応じて、外部同期モード用の発振器５の動作を制御するための発振器制御用デコーダ４の出力が確定し、その出力により外部同期モード用の発振器５の動作が制御される。外部同期モードに応じて、外部同期モード用の発振器５のクロックを使用する場合には、これを起動させ、使用しない場合にはこれを停止させる。また、常時発振する発振器６は、外部同期検出回路１を駆動させる基本クロックパルスであるマスタークロックとして作用する。

一方、発振器選択デコーダ７は、外部同期動作モードを決定する同期モード選択デコーダ２の結果に応じて、出力結果が確定し、発振器選択切替器８を制御する。そして、外部同期モード用の発振器５又は常時発振する発振器６のうち、必要な発振器を選択し、カメラの同期信号発生器１０に、クロックを供給する。すなわち、外部同期動作モードによって、各種デコーダを制御することで、不必要な発振器を停止し、必要な発振器を動作させ、必要なクロックを選択することで、カメラの同期信号発生器に必要なクロックを供給するように動作する。

図８は、従来のクロック切替動作の動作タイミングチャートを示す図である。図８において、横軸は時間を示す。マスタークロックは、電源入力２０−１の後常時発振する発振器６が出力するクロックパルスであり、常時発振させておく。外部同期信号は外部同期信号入力期間２０−２にわたって外部より入力される同期信号で、カメラの使用法により、入力されたり、されなかったりする。垂直同期信号は、同期信号発生器１０の出力信号である。同期モードは、同期モード選択デコーダ２の出力である。外部同期モード用の発振器５の制御信号は、発振器制御用デコーダ４の出力であり、Ｈ（Ｈｉｇｈ、高レベル）出力で外部同期モード用の発振器５を起動させる。外部同期モード用の発振器５は、クロックパルスを出力する。外部同期モード用の発振器５の出力信号は、発振器５が動作しているときＨ出力する。システムクロックは、発振器選択切替器８の出力であり、同期信号発生器１０の基準クロックである。

電源入力２０−１の直後、外部同期信号が未入力なので、同期モード検出期間中、同期モードが確定するまで、システムクロックが未確定２０−１１の期間が存在する。システムクロックは、未確定２０−１１の期間の後、マスタークロックとして機能する。同期モード選択デコーダ２は、未確定モードＭ２の後、同期モード確定し内部同期モードＭ４を決定する。外部同期信号１、・・・、Ｎが入力されると、パルス検出器１は、垂直同期信号数回分の時間をかけて、同期モード検出期間２０−３にわたって外部同期信号を検出する。次いで、外部同期信号入力検出２０−４によって、同期モード選択デコーダ２の出力は、内部同期モードＭ４から外部同期モードＭ６に切替わる。これに応じて、内部同期モードＭ４の間停止していた外部同期モード用の発振器５は、発振器５の動作開始２０−７のタイミングで起動する。発振器選択デコーダ７の出力は発振器選択切替器８を作動させ、外部同期モード用の発振器５の出力を選択する。外部同期モード用の発振器５は、発振器５の制御信号出力が発振器５の動作開始２０−７のタイミングで立上がっても、完全に起動するまで時間がかかり、外部同期モード用の発振器５の起動時間２０−９を要し、外部同期モード用の発振器５の正常発振完了２０−１０の状態になるよう正常に立上がっていない。それにもかかわらず、発振器選択切替器８は、既に外部同期モード用の発振器５の出力を選択しているので、クロックが切替わる瞬間に、発振器５の切替タイミング２０−１２からクロック停止期間の間、システムクロックが途切れ、次いで外部同期モード用の発振器５の出力クロックがタイミング８０−２からシステムクロックとして供給される。

次いで、同期モード選択デコーダ２は、同期モード検出期間２０−５を経て、外部同期信号ＯＦＦ検出２０−６することによって、外部同期モードＭ６から内部同期モードＭ８に切替わって信号出力し、外部同期モード用の発振器５の制御信号がＬ（Ｌｏｗ、低レベル）となり、発振器５の停止２０−８の状態に作動させる。その後、発振器選択デコーダ７の出力は発振器選択切替器８を作動させ、発振器５の切替えタイミング２０−１３によって、常時発振する発振器６の出力クロックが選択出力され、マスタークロックをシステムクロックとして出力する。

しかしながら、上記従来の撮像装置のクロック切替装置にあっては、撮像システムが有する複数の発振器のうち、モードによって使用しない発振器を動作させたまま放置すると、画像妨害を発生したり、不要な消費電力を浪費することになるので、未使用の発振器は、停止させる必要がある。その際、発振クロックの切替と同時に不要な発振器を停止させると、外部同期モードの切替時に、次に動作するべき発振器が完全に動作していないにもかかわらず、撮像システムへのクロックゲートを開かれる可能性が有り、発振器が完全に動作するまでの間、たとえわずかな時間であれ、クロックが途切れることになり、システムダウンする危険性があるという欠点があった。

上記従来の撮像装置のクロック切替装置にあっては、発振クロックの切替と同時に不要な発振器を停止させると、外部同期モードの切替時に、次に動作するべき発振器が完全に動作していないにもかかわらず、撮像システムへのクロックゲートを開かれる可能性が有り、発振器が完全に動作するまでの間、たとえわずかな時間であれ、クロックが途切れることになり、システムダウンする危険性があるというという事情があった。

本発明は、外部同期モード切替時の様々な誤動作を解消するクロック切替装置を提供することを目的とする。

本発明のクロック切替装置は、入力信号に応じてマスタークロックから周波数可変の発振器の出力クロックに切り替えるクロック切替装置であって、前記入力信号を検出する手段と、前記入力信号の種類に応じて前記発振器の周波数を制御する制御手段と、前記入力信号の有無に応じて前記マスタークロックから前記出力クロックへの切り替えを制御する切り替え手段と、前記発振器の出力クロックの定常出力を検出する手段と、前記出力クロックの定常出力を検出後に前記切り替え手段を作動させる手段とを備える。

この構成により、発振器の出力クロックの定常出力を検出してマスタークロックからの切り替えを実行するので、切替タイミングにおけるクロックの途切れによる誤動作を防止することができる。

本発明は、さらに、電源投入後の一定期間、前記マスタークロックを選択させる手段を備える。

この構成により、電源投入時にマスタークロックを選択することができるので、安定にシステムを起動することができる。

本発明は、さらに、前記入力信号の種類の変化を検出した場合に前記マスタークロックを選択させる手段を備える。

この構成により、入力信号が変化している間は、マスタークロックを選択することができるので、入力信号の切替動作においてクロックが途切れることがなくなる。

本発明によれば、発振器の出力クロックの定常出力を検出してマスタークロックからの切り替えを実行するので、切替タイミングにおけるクロックの途切れによる誤動作を防止することができる。

図１は、本発明の第一の実施形態のクロック切替装置の構成図である。本発明のクロック切替装置は、パルス検出器１、・・・、Ｎ、同期モード選択デコーダ２、モード変換器３、発振器制御用デコーダ４、外部同期モード用の発振器５、常時発振する発振器６、発振器選択デコーダ７、発振器選択切替器８、同期信号発生器１０を備える。パルス検出器１、・・・、Ｎから成る検出手段であるパルス検出器１は、入力信号として外部同期信号１、・・・、Ｎを検出する。同期モード選択デコーダ２は、検出された外部同期信号から外部同期動作モードを決定する。モード変換器３は、外部同期モードを変更する。発振器制御用デコーダ４は、外部同期信号の種類に応じて決定される外部同期動作モードに応じて、発振器の周波数を制御する。外部同期モード用の発振器５は、発振器制御用デコーダ４の出力により制御されて発振する。常時発振する発振器６は、マスタークロックとして常時発振する。発振器選択デコーダ７は、外部同期動作モードに応じて、発振器５、６の出力クロックの選択を制御する。発振器選択切替器８は、複数の発振器５、６の出力により発振器の出力を選択する。パルス検出器９は、発振器５、６の出力クロックを検出する。同期信号発生器１０は、カメラの同期信号を発生する。

まず、常時発振する発振器６は、各種パルス検出動作を行うためのマスタークロックとして常時発振動作させておく。外部から、外部同期信号１、・・・、Ｎが入力されると、これらを定期的に検出する手段であるパルス検出器１により、外部同期信号の種類を検出する。このようにして検出された外部同期信号の組み合わせ結果は、モードを判定する手段である同期モード選択デコーダ２に送られ、動作モードを確定する。

次に、判定されたモードにより、発振器選択デコーダ７を制御する。更にその出力結果で、発振器選択切替器８を制御し、常時発振する発振器６又は外部同期モード用の発振器５で発生するクロックを選択し、同期信号発生器１０にクロックを供給する。更に、判定されたモードにより、発振器制御用デコーダ４を制御する。更にその出力結果で、外部同期モード用の発振器５の作動又は停止の制御をする。つまり、モードによって各発振器の起動又は停止を選択し、モードによって選択された発振器の出力が同期信号発生器を駆動する基準クロックになり、不要な発振器は停止されるように動作する。

パルス検出器９は、外部同期モード用の発振器５の出力クロックを監視して、これが正常に発振しているかどうかを検出するためのもので、定常出力を検出して、その出力をモード変換器３に供給する。モード変換器３は、パルス検出器９の出力結果を考慮してモードを変換するもので、同期モード選択デコーダ２の出力結果をダイレクトに発振器選択デコーダ７に伝えることを防止し、一旦モード変換器３で受けて、パルス検出器９の出力によって外部同期モード用の発振器５が正常に作動していることを確認した後、選択操作の機能を実行する。モード変換器３は、パルス検出器９の出力結果を判断してモードを変換するので、外部同期モード用の発振器５の出力パルスが未だ正常に立上がっていない場合、モード変換機能を実行しないで、常時発振する発振器６を使用中のままの状態で継続実行することによって、同期モード切替時に同期信号発生器１０に供給されるクロックの途切れを防止する作用をなす。

図２は、上記クロック切替装置の動作タイミングチャートである。具体的に、横軸の時間経過に対する各回路の動作を説明する。マスタークロックは、電源入力２０−１した後、各種パルス検出動作を行うために常時発振する発振器６が出力するパルス信号であり、常時発振させておく。外部同期信号１、・・・、Ｎは外部より入力される同期信号で、カメラ使用法により、入力されたり、されなかったりする。垂直同期信号は、同期信号発生器１０の出力信号である。同期モードは、同期モード選択デコーダ２の出力である。発振器制御用デコーダ４の出力は、外部同期モード用の発振器５を制御するための制御信号として発振器５に入力する。発振器制御用デコーダ４の出力がＨ出力であることによって外部同期モード用の発振器５を起動させる。外部同期モード用の発振器５は、クロックパルスを出力する。外部同期モード用の発振器５の出力検出信号は、パルス検出器９の入力信号であり、発振器５が動作しているとき、Ｈ出力する。システムクロックは、発振器選択切替器８の出力であり、同期信号発生器１０の基準クロックである。

電源入力２０−１の直後、外部同期信号が未入力なので、同期モードが確定するまで、同期モード選択デコーダ２の同期モードが未確定Ｍ２であり、システムクロックが未確定２０−１１の期間が存在する。システムクロックは、未確定２０−１１の期間の後、マスタークロックとして機能する。同期モード選択デコーダ２の同期モードは、未確定Ｍ２の期間の後、内部同期モードＭ４となる。このとき、例えば、外部同期信号１が外部同期信号入力期間２０−２にわたって入力される場合を想定すると、パルス検出器１は、垂直同期信号数回分の時間をかけて、外部同期信号１を検出を開始する。同期モード選択デコーダ２は、同期モード検出期間２０−３を経て、外部同期信号入力検出２０−４することによって、内部同期モードＭ４から外部同期モードＭ６に切替わって出力する。これに対応して、モード変換機３は、内部同期Ｍ４のモードの間停止していた外部同期モード用の発振器５の作動開始２０−７する。外部同期モード用の発振器５は、発振器５の制御出力信号が立上りを開始しても、発振器５の起動期間２０−９を要するので、完全に起動するまで時間がかかる。従って、外部同期モード用の発振器５の出力検出信号が正常に立上がり、発振器５の正常発振完了２０−１０の状態になるまでは、発振器５の出力検出信号はＬ出力であるので、パルス検出器９の出力は、Ｌ出力のままである。

外部同期モード用の発振器５の起動期間２０−９を経て、発振器５が完全に起動すると、パルス検出器９の出力がＨになり、モード変換器３に作用し、発振器選択デコーダ７の出力は発振器選択切替器８を作動させ、発振器５の切替えタイミング２０−１２によって、発振器５の出力クロックを選択出力する。パルス発生器９によって検出された外部同期モード用の発振器５の出力検出信号がＨに立ち上がったとき、システムクロックは、常時発振する発振器６の出力であるマスタークロックから、発振器５の出力クロックに切替わる。このとき外部同期モード用の発振器５の出力クロックは既に正常に立ち上がっているので、クロックが切替わる瞬間に、システムクロックが途切れることはない。

同期モード選択デコーダ２は、同期モード検出期間２０−５を経て、外部同期信号ＯＦＦ検出２０−６することによって、外部同期モードＭ６から内部同期モードＭ８に切替わって信号出力し、外部同期モード用の発振器５の制御信号がＬとなり、発振器５の停止２０−８の状態に作動させる。外部同期モード用の発振器５が完全に停止すると、パルス検出器９の出力がＬになり、モード変換器３に作用し、発振器選択デコーダ７の出力は発振器選択切替器８を作動させ、外部同期モード用の発振器５の切替えタイミング２０−１３によって、常時発振する発振器６の出力クロックが選択出力され、マスタークロックをシステムクロックとして出力する。

以上のように本実施形態によれば、発振器５、６の各出力を検出するためのパルス検出器９を設けることにより、発振クロックを監視してクロックを選択できる。外部同期信号１、・・・、Ｎの入力によって生じる同期モード選択デコーダ２の外部同期モードの切換えタイミングにおいて、発振器５、６は、クロックパルス途切れによる誤動作を発生することなく、各パルス信号出力をシステムクロックのパルス信号として供給することができる優れたクロック切替装置を実現することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施形態におけるクロック切替装置の構成図である。第２の実施形態は、第１の実施形態の構成に電源検出回路１１を更に加えた。その他の構成は、第１の実施形態と同じである。電源検出回路１１は、電源投入時に、外部接続された抵抗、コンデンサの時定数により決定する遅延量を有し、電源投入時には必ず常時発振する発振器６によるマスタークロックをシステム内部回路に供給するようにすることで電源投入時のモードを内部同期モードに確定し、電源投入時のシステムの起動動作をより確実にする。その他の構成及び動作内容は、第１の実施形態と同じである。

図４は、第２の実施形態におけるクロック切替装置の動作タイミングチャートである。図４において、電源検出回路１１から出力される電源検出信号は、電源入力２０−１した直後はＬ出力されるが、この電源検出信号は、電源投入時にモード変換器３に作用し内部同期モードＭ３を強制的に固定することで、システムクロックとして、常時発振する発振器６の出力であるマスタークロックを選択する。このように、第二の実施形態によれば、電源検出回路１１の出力信号により、モード変換器３を制御し、電源投入時に、必ず常時動作する発振器の出力クロックを同期信号発生器１０に供給するように、動作モードを変換することで、電源投入時に、安定にシステムを起動することができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の第３の実施形態におけるクロック切替装置の構成図である。第３の実施形態は、第２の実施形態に外部同期動作モード変化検出手段１２を更に加えた。その他の構成は、第２の実施形態と同じである。外部同期動作モード変化検出手段１２は、二段の遅延器と、初段目の遅延器の入出力を比較してモードが変化したことを検出するための比較器とで構成される。外部同期動作モード変化検出手段１２は、同期モード選択デコーダ２からのモード情報を受け、同期信号発生器１０から供給される垂直同期信号をクロックとして、モード情報を遅延させる。初段遅延器の入出力を比較することにより、モードが変化したか否かを検出し、この結果をモード変換器３に送り、モードが変化している間、マスタークロックである常時発振する発振器６の出力クロックをシステムに供給するようにする。

図６は、第３の実施形態のクロック切替装置の動作タイミングチャートである。外部同期動作モード変化検出手段１２がモード変化検出した出力信号は、同期モードが切替わる度に、一旦マスタクロックをシステムに供給するように動く。このように、第３の実施形態によれば、外部同期動作モードＭ６が変化する際、必ず常時動作の発振器出力のマスタークロックを選択することで、外部同期モードＭ６の切替動作においてクロックが途切れることなく、安定に同期モードを切替えることができる。

以上説明したように、本発明のクロック切替装置は、各発振器の出力を検出するための回路を設けることにより、発振クロックを監視し、外部同期信号を入力することによって必要となる外部同期モードの切換機能のタイミングにおいて、クロックの途切れを発生させることなく誤動作を防止するという利点がある。

本発明のクロック切替装置は、発振器の出力クロックの定常出力を検出してマスタークロックからの切り替えを実行するので、切替タイミングにおけるクロックの途切れによる誤動作を防止することができるという効果を有し、ビデオカメラ等の外部同期を自動切替するためのクロック切替装置等として有用である。

本発明の第１の実施形態のクロック切替装置の構成図である。 第１の実施形態のクロック切替装置の動作タイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるクロック切替装置の構成図である。 第２の実施形態におけるクロック切替装置の動作タイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態におけるクロック切替装置の構成図である。 第３の実施形態のクロック切替装置の動作タイミングチャートである。 従来のクロック切替装置の基本構成を示す図である。 従来のクロック切替動作の動作タイミングチャートを示す図である。

符号の説明

１ パルス検出器
２ 同期モード選択デコーダ
３ モード変換器
４ 発振器制御用デコーダ
５、６発振器
７ 発振器選択デコーダ
８ 発振器選択切替器
９ パルス検出器
１０ 同期信号発生器
１１ 電源検出回路
１２ 外部同期動作モード変化検出手段

Claims (3)

1. 入力信号に応じてマスタークロックから周波数可変の発振器の出力クロックに切り替えるクロック切替装置であって、
   前記入力信号を検出する手段と、
   前記入力信号の種類に応じて前記発振器の周波数を制御する制御手段と、
   前記入力信号の有無に応じて前記マスタークロックから前記出力クロックへの切り替えを制御する切り替え手段と、
   前記発振器の出力クロックの定常出力を検出する手段と、
   前記出力クロックの定常出力を検出後に前記切り替え手段を作動させる手段とを備えるクロック切替装置。
2. 電源投入後の一定期間、前記マスタークロックを選択させる手段を備える請求項１記載のクロック切替装置。
3. 前記入力信号の種類の変化を検出した場合に、前記マスタークロックを選択させる手段を備える請求項１または２記載のクロック切替装置。

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