JPH0464233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は映像方式特に映像信号同期装置に関
する。

〔背景〕

映像信号同期装置は例えばテレビスタジオで
種々の映像信号源（例えばカメラ、ビデオテープ
レコーダ等）を共通の標準スタジオタイミング信
号源の同期させるのに用いられる。商用（放送級
の）同期装置（例えばフレーム記憶装置）は高価
過ぎて、実際上デイスクプレーヤやテーププレー
ヤのような消費者用の映像製品すなわち、ビデオ
機器を家庭用電算機や電算機制御式ビデオゲーム
のような他の信号源と同期させるのに用いられな
い。公知のように、このような映像信号源は一般
に線周波数や色副搬送波周波数公差について
NTSC標準に合う出力信号を生成しない。

「消費者用」映像製品の映像信号の同期を行う
問題の１つの解法が米国特許第4346407号明細書
に記載されているが、この方式は比較的高価なフ
レームまたは線の記憶装置を必要としない利点が
あり、電算機制御映像信号源（例えば家庭用電算
機やビデオゲーム）と他の映像信号源（例えばデ
イスクまたはテーププレーヤ）との同期は、電算
機制御映像信号源用のクロツクパルスを他方の映
像信号源の水平同期周波数のいくらかの倍数で生
成すると共に、その２つの信号源からの信号間の
位相の不一致を検知し、これに応じてクロツクパ
ルスを所定期間停止し、電算機制御映像信号源が
「スリツプ」同期して位相の一致が得られるよう
にすることにより得られる。上記方式は電算機発
生の映像信号を通常のフレームまたは線記憶装置
を用いずに外部発生の映像信号に固定するその一
般目的を達するが、この好ましい利点は若干の犠
牲なしでは得られない。特に上記米国特許明細書
には、その発明の例示方式として位相固定ループ
成分の１つが位相固定のために910フイールドも
必要とすることが記載されている。これは約15秒
の固定時間に相当する。

〔発明の概要〕

この発明は一部その固定時間が910フイールド
（15秒）より実質的に短い同期装置に対する要望
があることを認識して、また一部または経費効率
を上げ、信頼度を向上するため設計を簡単にした
同期装置に対する要望に応えるためにいなされた
ものである。

この発明を実施した映像同期装置は、電算機制
御の第１の映像信号源を第２の映像信号源に同期
させるためのもので、その両映像信号源に接続さ
れてその映像信号を受信する入力手段と、第１の
映像信号源に接続されてそれにクロツクパルスを
供給する出力手段を持つている。上記入力手段に
は位相検出手段が結合され、両映像信号の水平成
分を受信して誤差信号を発生する。出力手段には
制御発振手段が結合され、これにクロツクパルス
を印加すると共に、誤差信号に応じてそのクロツ
クパルス周波数を両映像信号の水平成分を同期化
する向きに変える。入力手段にはまたシーケンス
検知手段が結合され、第１の信号源の垂直成分が
第２の信号源の垂直成分より進んでいるとき、接
続時間が１水平線の持続時間の整数倍に実質的に
等しい制御信号を生成する。この制御信号が存在
するとき、クロツクゲート手段がその制御信号に
応じて、クロツクパルスをその所定サイクル数期
間だけ実効的に中断する。その中断されたクロツ
クパルスの数は、上記の整数倍に実質的に無関係
で、中断されたクロツクサイクルの持続時間の和
は上記第１の信号源の垂直成分を第２の信号源の
それに同期させるため１水平線に実質的に等し
い。

この発明の１実施例により、上記の整数倍はＮ
であり、中断されたクロツクパルスは、制御信号
があるとき可制御発振手段の生成するＮ個のクロ
ツクパルスのそれぞれ１つに対応している。

〔詳細な説明〕

第１図の方式は、ビデオデイスクプレーヤ１０
に母線１４を介して結合された電算機１２によつ
てそのプレーヤ１０に相互制御を行うもので、母
線１４は電算機状態とプログラムデータ情報を電
算機１２に送ると共に、制御データをプレーヤ１
０に送つてその各種動作モード（例えば、探査、
走査、表示、休止等）を制御する。電算機１２は
汎用「家庭用」または「個人用」電算機または電
算機制御「ゲーム」でよく、文字数字または図形
を生成するクロツク表示発生器１６を含んでい
る。

この発明のこの実施例では、電算機１２内の表
示発生器１６が発生する映像信号が、輝度出力信
号Ｌと２つの色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを含む成分
形式のものである。ビデオデイスプレーヤ１０は
例えば光学式または容量式のものでよく、プレー
ヤ映像出力信号を色成分がNTSC標準周波数（約
3.58MHz）の色副搬送波周波数信号に直角振幅変
調され、輝度信号成分に加えられて合成プレーヤ
映像信号を形成する複合形式で供給する。

この目的は電算機とプレーヤの映像信号を組合
せて通常のテレビジヨン受像機で表示するための
単一映像信号の生成することであり、問題はプレ
ーヤがそれ自身の独特の時間基準を持ち、全フレ
ーム記憶のような思い切つた対策を用いないと外
部信号と同期することができないことである。映
像信号を混合または重畳するには正確な同期を要
するが、映像信号発生用の電算機や電算機ゲーム
では一般に標準テレビジヨン信号の発生を行わな
い。通常、１水平線中の3.58MHzのサイクル数は
水平線周波数の455/2倍のNTSC値でなく、１フ
レーム内の走査線数は525本ではない。

第１図の実施例では、映像同期装置２０（点線
輪郭）が電算機で発生された映像信号（Ｌ、Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙ）をプレーヤの映像信号PVに固定同
期する。この同期装置２０は信号Ｌ、Ｂ−Ｙ、Ｒ
−Ｙ、PVをそれぞれ受入れる端子３２，３４，
３６，３８を含む入力手段と、電算機１２の表示
発生器１６のクロツク入力端子CLにクロツクパ
ルスを供給する端子３９を含む出力手段を含んで
いる。

アール・シー・エー（RCA）社のCD4046型集
積回路のような位相検知器４０が入力手段の端子
３２，３８に結合されて、電算機１２とプレーヤ
１０の映像信号の水平成分を受け、水平位相誤差
を表わす誤差信号S₁を発生する。この位相検知器
４０は位相固定の有無を表わす信号を発生する固
定検知器を含み、入力をそれぞれ端子３２，３８
に接続された２つの同期ストリツパ４２，４４に
よつて結合が行われている。ストリツパ４２は発
生器１６から輝度信号Ｌを受けて電算機の水平
（CH）および垂直（CV）同期信号を生成する。
ストリツパ４４はプレーヤ映像信号PVを受けて
プレーヤの水平（PH）および（PV）同期信号
を生成する。検知器４０を一方の入力には信号
PHが直接印加され、他方の入力には信号CHが
スイツチ４０を介して印加される。スイツチ４６
は通常垂直同期が得られたとき図示の位置にある
が、後述のように検知器４０の両入力を短絡する
ように切換えられ、垂直同期を獲得しつつ誤差信
号Ｓ１の過渡的な擾乱を防ぐ。

誤差信号Ｓ１は偏心等のデイスク欠陥によつて
生じ得る時間的変動をそのループが充分追跡し得
るような広い帯域幅（例えば数100Hz）を持つル
ープ濾波器４８で平滑化され、平滑化された後、
出力手段（端子３９）にクロツクパルスCPを供
給して発生器１６の水平線周波数CHをプレーヤ
１０の水平線周波数PHに固定する電圧制御発振
器（VCO）５０に供給される。

垂直同期は同期ストリツパ４２，４４を介して
入力手段に結合されたシーケンス検知器６０によ
り与えられる。すなわち、検知器６０は電算機垂
直同期信号CV、プレーヤ垂直同期信号PVおよび
プレーヤ水平同期信号を受入れて、電算機の垂直
成分CVがプレーヤの垂直成分CPより進んでいる
とき、水平線期間の整数倍に実質的に等しい接続
時間を持つ制御信号Ｓ２を生成する。

VCO５０の出力回路にはクロツクゲート６２
が挿入され、信号Ｓ２に応じてその信号Ｓ２が存
在するとき所定サイクル数のクロツクパルスを効
果的に中断し、CVをPVに固定する。信号Ｓ２は
またスイツチ４６により位相倹波器４０の入力を
短絡する。

極めて速やかに（例えば前述の方式による15秒
固定して約２秒以内）生ずるこの発明の垂直同期
固定特性を説明するため２つの例を挙げる。

第１の例として、信号Ｓ２の持続時間を1Hと
する。スイツチ４６が作動して検知器４０の両入
力を短絡したときVCO５０の中心周波数は
3.591MHzに設定される。この周波数は3.58MHz
のNTSC標準より僅かに高い。この結果電算機表
示発生器１６の周波数は正規の垂直水平周波数よ
り僅かに高くなる。3.591MHzの特定クロツク周
波数はフイールド周波数60Hzの仮定に基いたプレ
ーヤの１水平線当り10228クロツクサイクル、毎
秒15750本に対するものである。

この例では電算機の垂直同期がプレーヤの垂直
同期の前に起る任意のフイールドにおいて228個
のクロツクサイクル（線１本分）を省くことによ
り得られる。信号Ｓ２の接続時間が1Hの仮定条
件では、省略するクロツクサイクルは連続２２８
サイクルである。

第２の例として、信号Ｓ２の接続時間を2Hに
等しくしても同じ綜合効果が得られる。この場合
は線２本に付き１つおきにクロツクパルスが検知
されるが、削除されるパルスの総数は同じ（228）
である。この発明の（垂直固定の速い）クロツク
「線抜き」型の一般的関係は、信号Ｓ２が存在す
るとき中断されるクロツクパルスの数が線の数
（整数）に実質的に無関係で、クロツクサイクル
の中断時間の和が実質的に１水平線に等しいこと
である。例えば、Ｓ２が線Ｎ本に等しければ、抜
かれたまたは禁止されたクロツクパルスの数は、
信号Ｓ２が存在するときＮ個のクロツクパルスの
それぞれに対応する。すなわち、Ｎ＝１ならば線
１本に付き連続228パルスが抜かれ、Ｎ＝２なら
ば線２本に付き１つおきのパルス、全体で228パ
ルスが抜かれる。

Ｎの推奨値は２またはそれ以上で、その理由
は、例えばＮ＝２ならば実効クロツク周波数はそ
の正常値の1/2までしか下らないからで、これは
発生器１６が特定の最低クロツク周波数を有し、
1Hのクロツクギヤツプの発生することが許され
ればデータを失うことがある動的レジスタを含む
場合は有利である。勿論この問題は発生器１６が
完全に静的なときは存在しない。

垂直固定の得られる速度は次の因子で決まる。
１フイールドには約262本の線がある。表示発生
器はプレーヤの垂直位相との一致から最大1/2フ
イールドすなわち131本だけずれる可能性がある。
１フイールドに付き１走査線すなわち毎秒60走査
線の割合で補正が行われるので、固定が得られる
のは最大131/60秒すなわち2.18秒である。

第２図および第３図は同期装置２０の検知器６
０として使用し得る1Hおよび2Hの垂直シーケン
ス検知器の例を示す。第２図ではフリツプフロツ
プ２００がそのデータ入力にCVを、クロツク入
力にPVを受け、従つてCVがPVより進んでいる
とき（正論理規則とする）常にセツトされる。フ
リツプフロツプ２００がセツトされると、フリツ
プフロツプ２０２のデータ入力Ｄを付勢するた
め、フリツプフロツプ２０２は線周波数の信号
PHが生ずるたびにリセツトされる。これによつ
て信号Ｓ２の始動が生じ、これによつてフリツプ
フロツプ２００がリセツトされる。次の線の始め
にフリツプフロツプ２０２のＤ端子が低レベルの
ため、フリツプフロツプ２０２が正確に1H遅れ
てリセツトされる。PVがCVより進んでおればす
べてのＤ入力が低レベルであるためどちらのフリ
ツプフロツプも状態が変らない。

第３図は第２図と同様であるがCVがPVより進
んでいるときＳ２に対して2Hの持続時間を与え
る。これは線周波数信号PHをフリツプフロツプ
２０２のクロツク入力に印加する前に２で割るた
めに接続されたフリツプフロツプ２０４により達
せられる。

第４図および第５図はそれぞれ第１図の周期装
置における第２図および第３図のシーケンス検知
器に適するクロツクゲートの例を示す。第４図の
ゲートは線１本（1H）の間に連続228個のパルス
を削除するもので、インバータ４０４がフリツプ
フロツプ４０２をクロツクパルスの終端でクロツ
キングして、Ｓ１信号を各クロツクパルスの終端
に同期させる。反転Ｑ出力とクロツクパルスがア
ンドゲート４０６に印加され、このようにして同
期されたゲート４０６のクロツク出力パルスは常
に「完全」パルスであつて、すなわち信号Ｓ１に
よつて切取られていないため、発生器１６にはス
パイクまたは部分パルスが送られず、これによつ
て高信頼度の動作とノイズスパイクのないことが
保証される。

第５図のクロツクゲートは第４図のものと同様
であるが、信号Ｓ２に対し2Hの値で使用するよ
うになつている。素子４０２，４０４，４０６は
前記同様に動作するが、1/2フリツプフロツプ５
００がゲート４０６のクロツク入力を1/2に減ず
る点が異る。ゲート４０６の出力はインバータ５
０２により反転され、VCO５０からのクロツク
パルスと共にアンドゲート５０４に印加され、こ
れにより信号Ｓ２が存在するときはクロツクパル
スが１つおきに解除される。

第１図の同期装置における色（クロマ）信号処
理は、同期ストリツパ４４からカラーバーストゲ
ート信号BGを、端子３８からプレーヤ映像信号
PVを受けるクロミナンス位相固定ループ
（PLL）によつて行われる。信号BGがあるとき、
PLLのVCOはプレーヤの色副搬送波基準信号に
固定され、色信号変調器７２に3.58MHzの基準信
号を供給する。変調器７２はまたベースバンド色
差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを受けてプレーヤ合成映像
信号の色成分に固定されて色出力信号CCを生成
する。

第６図は電算機色信号をプレーヤ色基準周波数
に固定する回路の例を示す。信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
はそれぞれ変調器６００，６０２に印加される。
変調器６００はまた3.58MHzの色基準信号を受け
るが、この信号は90°移送回路６０４を介して変
調器６０２へも印加される。両変調器の出力は加
算器６０６で加算され、プレーヤの色副搬送波周
波数と位相をもつた、直角振幅変調電算機色信号
CCを生成する。

電算機とデイスクプレーヤの最後の完全同期化
映像出力信号は、位相検知器４０に結合された非
固定検知器８２からの非固定信号NLを受けると
共に、電算機輝度信号CL、電算機色信号CCおよ
び合成プレーヤ映像信号PVを受ける映像組合せ
器８０により形成される。上記の各信号はすべて
映像組合せ器８０で処理されてベースバンド信号
Ｓ３を生成し、テレビジヨン変調器８４に印加さ
れる。変調器８４は端子８５に選ばれたテレビジ
ヨンチヤンネルのRF出力信号を生成し、通常の
テレビジヨン受像機（図示せず）で表示する。

組合せ器８０では、電算機の色信号CCと輝度
信号CLが加算器７００で加算されて合成電算機
映像信号となり、これが伝送ゲート７０２が開い
たときこれを通つてテレビジヨン変調器に供給さ
れる。プレーヤ合成映像信号PVは制御信号Ｓ４
により制御される他の伝送ゲート７０４を介して
テレビジヨン変調器に供給される。制御信号Ｓ４
はゲート７０４に直接印加され、伝送ゲート７０
２にはインバータ７０６で反転して印加される。
従つてゲート７０２と７０４は決して同時に開か
ないため、両者の出力は直接接続することがで
き、これによつて加算回路により両出力信号を加
算する必要がなくなり、またテレビジヨン変調器
に印加される両映像信号が互いに相手方に対して
「不透明」になり、すなわち電算機映像信号がプ
レーヤ映像信号中に漏れることはなく、またその
逆のことも起こらない。

電算機またはプレーヤの映像信号の選択は、電
算機輝度信号が黒レベルで、電算機映像信号がプ
レーヤ映像信号に固定されるときアンドゲート７
１０を開く黒レベル検知器７０８によつて行われ
る。この後者の特性は固定検知器が電算機映像信
号が固定状態（NLが高レベル）にあることを示
したときゲート７１０を開き、固定の状態が崩れ
た（NLが低レベル）ときは常にゲート７１０を
閉じるインバータ７１２によつて与えられる。こ
の組合せ器ではプレーヤの映像信号か電算機の映
像信号だけが出力されるため、色信号または同期
信号間の加算や混合がなく、色のずれや異常に高
い同期レベルの発生が防止される。換言すれば、
映像信号は常に−40〜＋100IRE単位の正規の範
囲内にある。

第８図の方式の相異点の１つは、3.58MHzのプ
レーヤ色基準周波数信号がビデオデイスクプレー
ヤの色処理回路から直接得られ、映像同期装置２
０の追加の入力端子４１に印加されていることで
あり、これによつて輝度PLL７０が不要になり、
省略されている。

端子４１は同じく3.58MHzのVCO出力信号と
端子３４からの電算機色信号CCを受ける色シフ
タ８００に結合されている。

色シフタの詳細は第９図に示す。このシフタの
目的は電算機色信号（この例では3.98MHz）をプ
レーヤ色信号の周波数と位相に周波数変換するこ
とである。ベースバンド濾波器（BPF）９００
は電算機色信号に生ずるVCO出力（3.58MHz）
から高調波を除去する。２重平衝混合器９０２は
プレーヤの搬送波（3.58MHz）を濾波された電算
機の搬送波（3.59MHz）と混合する。得られる和
信号は3.58MHz＋3.99MHz＋△と考えられ、△は
電算機の出力色信号が誤つていてシフトする必要
のある量である。

その和の周波数（7.17MHz）に同調された今１
つの帯域濾波器９０４は第１の混合器９０２から
の差周波数や不平衡出力をすべて消去する。移動
すべき電算機色信号CCはデジタル的に発生され
た信号中に存在する高調和を除去する3.58MHzの
帯域濾波器に印加される。この信号は搬送波とそ
の側波帯でその搬送波が3.58MHz＋△の場合と考
えられることもある。

濾波器９０６からの帯域制限色信号は第２の２
重平衡混合器９０８で濾波器９０４からの和周波
数と組合され、再び和と差の信号を生成する。用
いられるのは差であつて、この差は3.58MHz＋
3.58MHz＋△−3.58MHzＭHz−△＝3.58MHzであ
り、これは望ましいNTSC標準である。帯域濾波
器９０９は和出力を棄却して所要の移動した電算
機色信号を生成する。

第８図の方式は第１図のものと同様であるが輝
度信号、色信号および合成映像出力信号を発生す
る表示発生器１６′を有する型の電算機１２に用
いるようになつている。また映像信号組合せ装置
にはある種の特性が加えられており、色処理が変
つている。

詳言すれば、電算機合成映像信号CVは端子３
２に引火され、プレーヤ映像信号PVが端子３８
に印加され、端子３９のクロツク信号が表示発生
器に印加される。垂直水平の同期は第１図と同じ
素子４２〜６０によつて与えられるため、その説
明と動作をここで反復することはしない。

第８図の実施例は電算機１２（または適当スイ
ツチ）で制御された不透明と透明の選択項目が追
加されている。この選択のために映像組合せ器８
０′が必要に応じて組合せ器８０の「不透明」モ
ードで動作するか、プレーヤと電算機の映像信号
が「透明」な新しいモードをとり、両者が同時に
テレビジヨン受像機に表示される。この効果は極
めて興味があるもので、加算の過程で新しい色が
発生するため色が関係する。この単なる加算以上
の効果を得るには、標準同期レベルを得るために
同期信号を加算しないことが極めて重要である。

詳言すれば、第１０図の組合せ器は第７図のも
のと同様であるが、２つの素子すなわちオアゲー
ト１０００と加算機１００２が追加されている。
透明不透明信号（第８図端子３１）が低レベルの
ときはゲート１０００は無視可能で、動作は第７
図について前述したのと同様であるが、高レベル
のときはゲート１０００は伝送ゲートを連続して
開放する。この場合は２の伝送ゲートが同時に開
くことがあり得るから、加算器１００２があつて
短絡を防ぎ、混合された有効映像信号をテレビジ
ヨン変調器に供給する。「有効映像信号」は混合
されるが、黒レベル検知器７０８が電算機映像信
号の同期期間中ゲート１７０を閉じることに注意
されたい。従つてこの動作モードでは、同期信号
はプレーヤ映像信号によつてのみ生成されるが、
両信号源からの「有効映像信号」は加算される。
従つて、テレビジヨン受像機が誤まつて切換えら
れたり、表示画像が変形したりするような同期信
号の混合は起り得ない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した映像信号同期装置
を有する電算機制御ビデオデイスクプレーヤのブ
ロツク回路図、第２図および第３図はこの発明を
実施した映像信号同期装置に適する垂直シーケン
ス検知器の論理回路図、第４図および第５図はこ
の発明の映像信号同期装置に適するパルス抜取り
回路の論理回路図、第６図は第１図の映像信号同
期装置に適する色変調器のブロツク回路図、第７
図は第１図の同期装置に適する映像信号組合せ器
の論理回路図、第８図は第１図の装置の変形を示
す図、第９図は第８図の装置に適するクロミナン
ス信号シフタのブロツク回路図、第１０図は第８
図の映像信号同期装置に適する映像信号組合せ器
のブロツク図である。 １０……第２の映像信号源、１２……第１の映
像信号源、４０……位相検知手段、４２，４４…
…入力手段、４６……クロツクゲート手段、５０
……制御発振手段、６０……シーケンス検知手
段、６２……出力手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電算機制御される映像信号の第１の映像信号
   源を第２の映像信号源に同期させるための装置で
   あつて；上記第１および第２の映像信号源に接続
   されてその映像信号を受信する入力手段と、上記
   第１の映像信号源に接続されてそれにクロツクパ
   ルスを供給する出力手段と、上記入力手段に結合
   されて上記各映像信号の水平成分を受信し、誤差
   信号を発生する位相検知手段と、上記出力手段に
   結合されてそれに上記クロツクパルスを供給する
   と共に、上記誤差信号に応じてそのクロツクパル
   ス周波数を上記両映像信号の水平成分を同期させ
   る向きに変える制御式発振手段と、上記入力手段
   に結合されて、上記第１の映像信号源の垂直成分
   が上記第２の映像信号源の垂直成分より進んでい
   るとき、１水平線の整数倍に実質的に等しい持続
   時間を持つ制御信号を生成するシーケンス検知手
   段と、上記制御信号が存在するときその制御信号
   に応じて、上記クロツクパルスの所定サイクル数
   を中断するクロツク遮断手段とを含み、上記中断
   されたクロツクパルスの数が上記整数倍に実質的
   に無関係であり、中断されたクロツクサイクルの
   時間の和が１水平線の時間に実質的に等しくて、
   上記第１の信号源の垂直成分を上記第２の信号源
   のそれに同期させるようになつていることを特徴
   とする映像信号同期装置。