JPH047985A - ビデオカメラの信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、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おいて、電
圧制御型発振器の出力に応じて同期発生回路から同期パ
ルスを発生させ、この同期発生回路から出力される同期
パルスの位相と商用交流電源を基にして形成される信号
の位相とを比較し、この位相比較出力により電圧制御型
発振器を制御することにより、ＡＣロックさせる場合に
商用交流電源の位相歪みや振幅歪みの影響を軽減できる
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。

第６図及び第７図は、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ようにした従来のビデオカ
メラの一例である。この例では、商用交流電源の周波数
が６０七とされ、フィールド周波数６０Ｈｚのテレビジ
町ン方式が採用される。

第１０図は、撮像管を用いた場合の例である。

第１０図において、５１は垂直パルスＶ　Ｆｉｌ及び水
平パルスＨＦＬＳを発生する同期発生カウンタである。

同期発生カウンタ５１は、基準クロックＣＫ（例えば周
波数４　ｆｓｃ　（ｆｓｃ＝１４．　３ＭＨｚ））をカ
ウントすることにより、水平パルスＨＦＬＳ及び垂直パ
ルス■７，３を形成する。この同期発生カウンタ５１に
は、整形回路５３から垂直リセット信号が供給される。

同期発生カウンタ５１からの水平パルスＨ、Ｌｓ及び垂
直パルスＶ　ＰＬＳが偏向回路５２に供給される。偏向
回路５２で、同期発生カウンタ５１からの水平パルスＨ
ＰＬＳ及び垂直パルスＶ　ＦＬＳを基に、水平偏向及び
垂直偏向用の鋸歯状波が形成される。

偏向回路５２の出力が撮像管５４に供給され、偏向回路
５２の出力に応じて、電子ビームが走査される。

撮像管５４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５５に供給される。ビデオ信号処理回路
５５で、撮像管５４の撮像出力に、同期発生カウンタ５
１からの複合同期信号が付加され、フィールド周波数６
０七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５６から取り出される。

周波数６０七の商用交流電源５７は、整形回路５３に送
られ、整形回路５３で、商用交流電源５７に対応する周
波数６０Ｈｚのパルス信号が形成される。この周波数６
０七のパルス信号が同期発生カウンタ５１の垂直リセッ
ト端子に供給される。

整形回路５３からの周波数６０七のパルス信号により、
同期発生カウンタ５１がリセットされる。

これにより、ビデオ信号の垂直周期と商用交流電源５７
の位相とが強制的に同期される。

第７図は、固体撮像素子を用いた例である。第７図にお
いて、同期発注カウンタ６１は、基準クロックＣＫをカ
ウントすることにより、水平パルスＨＰＬＳ及び垂直パ
ルスＶ　ＦＬＳとともに、フィールド識別信号ＳＦを形
成する。この水平パルスＨＦＬＳ及び垂直パルスＶＰＬ
３、フィールド識別信号Ｓｙがクロックトライバ６２に
供給される。クロックトライバ６２で、水平パルスＨＰ
ＬＳ及び垂直パルスｖｐＬｓに基づいて水平画素転送り
ロック及び垂直画素転送りロックが形成される。この水
平画素転送りロック及び垂直画素転送りロックがＣＣＤ
撮像素子等の固体撮像素子６４に供給される。

固体撮像素子６４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６５に供給される。

ビデオ信号処理回路６５で、固体撮像素子６４の撮像出
力に、同期発生カウンタ６１からの複合同期信号が付加
され、フィールド周波数６０Ｈｚのテレビシロン方式の
ビデオ信号が形成される。このビデオ信号が出力端子６
６から取り出される。

周波数６０七の商用交流電源６７が整形回路６３で波形
整形され、周波数６０七のパルス信号が形成される。こ
の周波数６０Ｈｚのパルス信号がリセット信号として同
期発生カウンタ６１に供給される。

同期発注カウンタ６１は、整形回路６３の出力によりリ
セット信号が供給される。これにより、同期発生カウン
タ６１は、周波数６０七の商用交流電源に同期して、強
制的にリセットされる。これにより、ビデオ信号の垂直
周期と商用交流電源６２の位相とが強制的に同期される
。

〔発明が解決しようとする課題〕

第６図及び第７図に示すビデオ信号処理回路では、同期
発生カウンタ５１及び６１が商用を源５７及び６７を整
形する整形回路５３及び６３の出力により強制的にリセ
ットされ、垂直周期と交流商用電源との同期がとられる
。

ところが、商用交流電源の周波数や振幅は厳密には管理
されておらず、商用交流電源には微動な位相歪みや振幅
歪みが生じている。

第６図及び第７図に示す従来のビデオ信号処理回路にお
いて、商用交流電源５７及び６７に時間軸変動成分があ
ると、フィールド毎に水平走査線数が異なってきて、垂
直ジッタが生じることがある。

また、第６図に示す撮像管５４を用いた例では、商用交
流電源５７に時間変動が生じると、偶数フィールドと奇
数フィールドとで走査線数が同しになり、飛び越し走査
ができなくなる場合がある。

飛び越し走査ができないと、解像度が劣化するとともに
、ＶＴＲに撮像画面を記録できないという問題が生じる
。

第７図に示す固体撮像素子５４を用いた例では、商用交
流電源６７に時間変動が生じ、偶数フィールドと奇数フ
ィールドとで走査線数が同しになると、垂直シフトレジ
スタを偶数フィールドと奇数フィールドとで切り替えら
れなくなり、動作不能となる。したがって、固体撮像素
子６４を用いた例では、クロックドライハロ２をＰＬＬ
の構成する必要がある。ところが、このようなＰＬＬは
高速素子を用いて構成しなければならないため、クロッ
クトライバ６２をＰＬＬの構成にすると、非常にコスト
アップになる。

したがって、この発明の目的は、ＡＣロックさせる場合
に、商用交流電源に位相歪みや振幅歪みが生じたり、ノ
イズが発生していても、安定した動作が行なえるビデオ
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、制御信号に応じて発振周波数が制御される
電圧制御型発振器２と、電圧制御型発振器２の出力に応
じて同期パルスを発生する同期発生回路１と、同期発生
回路１から出力される同期パルスの位相と商用交流電源
１１を基にして形成された信号の位相とを比較する位相
比較回路３とを有し、位相比較回路３の出力により、電
圧制御型発振器２を制御するようにしたビデオカメラの
信号処理回路である。

〔作用〕

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　ＰＬ３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、同期発生カウンタ１でＶ
ＣＯ２の出力ｆ　ＶＣＯを用いて水平パルスＨ７０，及
び垂直パルスＶＰＬＳが形成するような位相制御ループ
が構成される。商用交流電源を用いてビデオカメラを同
期運転させる場合に、このような位相制御ループにより
、商用交流電源１１に位相歪みや振幅歪みが吸収され、
同期発生カウンタ１からの水平パルスＨｐい及び垂直同
期パルスＶＰＬＳが安定する。

〔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（ｉ！電圧制御型発振器２から基
準信号ｆｖＣ０（例えば４ｆｓＣ）が供給される。ＶＣ
Ｏ２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■２４．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
コルビ・ソ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、ＣＭＯ３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　ｖ
ｃｏをカウントし、水平パルスＨＰＬＳ及び垂直パルス
Ｖ　ＦＬＳとともに、フィールド識別信号Ｓ、を形成す
る。この水平パルスＨＦＬＳ及び垂直パルスＶ　ＰＬＳ
がクロックトライバ６に供給される。

クロックトライバ６で、同期発生カウンタ１の出力に基
づいて、水平転送りロック及び垂直転送りロックが形成
される。

クロックトライバ６からの水平転送りロック及び垂直転
送りロックが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、この水平転送りロック及び
垂直転送り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６０七
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　ＦＬＳ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ＳＲとサンプルホールドパルスＳＮが形成さ
れる。波形整形回路１ｏがらのリセットパルスＳＲ及び
サンプルホールドパルスＳＮ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Ｉｆ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ク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６０七の交
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■ＰＬ３を
整形して得られるリセットパルスＳえによりリセットさ
れた後、サンプルホールドパルスＳ□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　ＦＬＳ　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ｌからの垂直同期パルス
Ｖ　ＰＬＩ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、■ＣＯ２の出力ｆＶｃ。を用いて同
期発生カウンタ１で水平パルスＨＰＬＳ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図りに
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ｌ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ＳＲが出力され
、このリセットパルスＳＲの立ち下がりで、第２図Ｇに
示すようにサンプルホ−ルドバルスＳＨ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
ＫＩ　　（第２図Ｇ）により、第２図りに示すのこぎり
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１
４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ＨＦ
ＬＳ及び垂直同期パルスｖ　ｒｔｓ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ＨＦＬＳ及び垂直）＜ルスＶＰ１．３
が安定するので、クロックドライツマ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４ｆｓｃ（１゜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
　ｖｅｏ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、商用を源１１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　ＰＬ
Ｓ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　ＦＬＳ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、２１Ｃ１２１Ｄ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２４０周波数は
６０七で、ビデオカメラＩＡ〜ＩＤ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、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ＶＦＬＳ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、同期発
生カウンタ１で■Ｃ０２の出力ｒ　ｖｃｏを用いて水平
パルスＨＰＬＳ及び垂直パルスＶＰＬＳが形成するよう
な位相制御ループが構成される。商用交流電源を用いて
ビデオカメラを同期運転させる場合に、このような位相
制御ループにより、商用交流電源１１に位相歪みや振幅
歪みが吸収され、同期発生カウンタｌからの水平パルス
ＨＰＬＳ及び垂直同期パルスＶ　ＰＬＳが安定する。こ
のため、商用交流電源の位相変動や振幅変動により、フ
ィールド毎に水平ライン数が異なったり、偶数フィール
ドと奇数フィールドとで水平ライン数が同じになったり
することがなく、ジッタが発生したり、飛び越し走査が
不能になることが防止できる。また、水平パルスＨＰＬ
Ｓ及び垂直同期パルスＶ　ＰＬＳが安定しているので、
クロックトライバをＰＬＬの構成とする必要がなく、コ
ストダウンが図れる。

【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、第６図及び第７図は従来のビデオカメラ
の一例及び他の例のブロック図である。 図面における主要な符号の説明 ｌ：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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御信号に応じて発振周波数が制御される電圧制御型発
   振器と、 上記電圧制御型発振器の出力に応じて同期パルスを発生
   する同期発生回路と、 上記同期発生回路から出力される同期パルスの位相と商
   用交流電源を基にして形成された信号の位相とを比較す
   る位相比較回路と を有し、上記位相比較回路の出力により、上記電圧制御
   型発振器を制御するようにしたビデオカメラの信号処理
   回路。