JPS5871784A - 固体カラ−ビデオカメラの同期信号発生回路 - 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】 本発明は固体撮像素子な用いたカラービデオカメ、うの
同期信号発生回路に関するものである６固体撮侭素子は
、素子表面に入射した光を素子表面に２次元的に配置し
た。フォトダイオード等の光電変換素子、あるいは素子
表面に形成された充電変換膜で光電変換し、２次元的に
配置した整数個の信号検出部を水平および垂直方向に順
次走査して光情報を電気信号として読み出すことのでき
る素子である。

Ｌ／　タｆｉ”　”Ｊて固体撮像素子を用いたビデオカ
メラ（以後固体ビデオカメラと呼ぶ）では、水平方向に
整数個配列した信号検出部を走査し、順次信号を読み出
すために、一般にテレビジ■ン信号の水平周波数の整数
倍のくり返し周波数をもつクロックパルス（以後水平ク
ロックパルスと呼ぶ）を用いている。またカラービデオ
カメラにおいては、色信号伝送用の副搬送波パルスが必
要である。これらのパルスは同期信を発生回路にて生成
される。

さて、従来のＮＴＳＣ方式の固体ビデオカメラにおいて
は、上記副搬送波の周波数はテレビジ曹ン信号の水平周
波数の４５５／２倍に規定されており、一般に水平周波
数の９１０倍の基準り四７ツク［−４分周して生成して
いる。また水平り四ツクパルスは、上記基準り讐りクの
ｉの周波数ｅ用いている。そこで、これらの周期信号発
生のため水平周波数の９？０倍（約１４．ｓＭＨｌ）あ
るいは１８２０倍（約２ｆＬ６　ｂ＆ｌｚ　）の発振器
が１つ設けられているのが普通である。この程度の周波
数の発振器あるいはこれに接続される分局器等は、一般
家庭用ｍ＠に用いられるような回路素子で実現可能であ
る。

ところがまたとえば欧州各国で採用されているＰＡＬ方
式においては、副搬送波の周波数は一テレビジ嘗ン信号
の水平周波数の７０９５７９／２５００倍に規定されて
おり、ＮＴ８Ｃ方式のように水平周波数の整数倍の周波
数の発振１１ｔ？用いて副搬送波を生成することは、一
般家庭用機器としては極めて困難である。

そこで、上記ＰＡＬ方式にも対応可能でかつ！！：ｌ生
用機器用機器容易に実現し得る固体カッ−ビデオカメラ
の同期信号発生回路として、本出願人において第１図に
示す構成によるものが既に出願済である。

第１＠の構成においては、テレビジ審ン信号の水平周波
数の整数倍の周波数で発振する第、１、の発１ｉ！ＩＩ
Ｉ、の出力を分周器２で分周して水平タ四ツクパルス５
ｔ−得、一方副搬送波周波数の整数倍の周波数で発振す
る第２の発振器４の出力を分周＠５で分周して副搬送波
６ｔ−得る。ここで上記１１２の発振器４ｔ−外部から
印加する直流電圧により発振周波数が可羨できるいわゆ
る電圧制御発振器（以下■ＣＯと呼ぶ）で構成し、第１
の発振器１の出力な分周器７で分周した出力と、第２の
発振器４の出力を分局器８で分局した出力とを位相検波
器９に入力し、位相検波出力を低域ろ波器１０を介して
ｖＣＯの制御電圧１１として発振器４に人力することに
より、発振器４の発振周波ＩＮを発振器１の発振周波数
の整数比に安定化している０あ菖いは第１の発振器１を
ｖＣＯ構成とし、制御電圧１１を発振器１に人力して発
振器１の発振周波数を安定化する。

第１＠の動作説明から明らかなように、水平クリりクパ
ルスを生成するための第１の発振器１の発振周波数は、
ＩＩｔＩＩ送波【生成するための第２の発振器４の発振
周波数と整数比の関係になければ１ならない。

ところで、現在開発されているＮＴａＣ用の固体撮像素
子においては、水平り曹ツタパルスｒｔ＋しｖｖｗ＞信
号の水平周波数（ｆｘ　）の４５５倍とし、撮像素子の
水平方向画素数（先述したフォトダイオードあるいは信
号検出部の数）を水平ブランキング期間管考慮して４０
０個程度にしたものが多い。

この程度の画素数の固体撮像素子管用いること管前提と
して第１Ｅの従来例でＰＡＬ方式の固体カラービデオカ
メラを構成する場合、上記した周波微関係の制約から水
平り曽シタパルスｅｆＭの５６４倍とした場合が副搬送
波ｆｌとのＰＡＬ蜆格で走められた関係に最も近い周波
微関係を実現できる＠この水平りＵツタパルス５４４ｆ
。

に対しては、水平１ツンキシダ期１１１を考慮しても撮
働素子には水平方向にａａｏｌｌｌｉ度の画素数が必要
である。

つまり、第１図の構成においてはＰＡＬ方式用固体撮像
素子としてＮＴａＣ用の固体撮像素子より水平方向画素
数の多いものが新たに必要になる。

本発明の目的は、上記したような、固体撮像素子の水平
方向画素数の増加を必要とせず、ＮＴａＣ用と同一の水
平画素数をもつ固体撮像素子が使用可能で、かつ第１図
の構成と同一の特徴、すなわちＰＡＬ方式にも対応可能
でかつ民生機器として容易に実現できるという特徴を有
する固体カラービデオカメラの同期信号発生回路ｔ−提
供することである。

本発明の要点は、テレビジ冒ン信号の水平周波数の整数
倍の発振周波数の第１の発振器と、＊＊送波屑波数の整
数倍の発振周波数の第２の発振器を具備し、かついずれ
か一方の発振器はｖＣＯで構成し、第１の発振器出方か
らテレビジ璽ン信号の水平周波数のパルスを生成し、第
２の発振器出力から副搬送波を生成すると同時に、第１
の発振器出力を整数分の−に周波数低減した出力と、第
２の発振器出方を整数分の−に周波数低減した出方とを
位相検波し、位相検波出力を低域ろ波Ｓを介してｖＣｏ
で構成されたいずれか一方の発振器の制御電圧として印
加することにより、上記ｖＣＯの発振周波数を安定化さ
せ、かつ固体撮像素子の水平り■ツクパルスを生成する
ところの第３の発振１１ｔ−Ａ備しへ該第１の発ｉｉ器
出力から生成されたテレビジ曹ン信号の水平周波数のパ
ルスにより、該第５の発振器出方がテレビジーン信号の
水平周期毎に同一位相になるように制御するように同期
信号発生回路を構成したことである◇ 以下実施例により本発明の詳細な説明する。

第ｔＷＪは本発明による一実施例の構成図である〇本発
明をＰＡＬ方式方式大体カラービデオカメラ用した場合
の具体的数値例を入れて説明する。

以下の図において第１１！ｌと同−機能部は同一番号【
付す・ １はテレビジーン信号の水平周波数（以下ｆＨと呼ぶ）
　＠　１！Ｌ４２５１Ｇｂ　（Ｄ整数（１１２８）倍の
１２４２２Ｌ。

’ｈ／ＩＨｚで発振する発振器である。発振器１の出力
から、デジメル回路技術で公知の分局器１２．デコーダ
１ｓにより第３図（１）に示すようなくり返し周波数〜
のパルス【生成する。第１図中のＩＨは１水平走査期間
（７；、　）を示し、ＰＡＬにおいては６４μＳである
。同時に発振器１の出力を分局器７で６４４分周し、分
局出力を位相検波器９の一方の入力とする。また発振器
４は副搬送波生成のための発振器であり、ＶＣＯで構成
する。発振器４の出力を分局器８で６４８分周し、分局
出力を位相検波−器９のもう一方の入力とする。位相検
波出力を低域ろ波器１０を介し、発振周波微制御電圧１
１として上記発振器４に入力することにより、公知の７
工イズ四ツクループ回路が構成され、発振器４の発振１
周波数を安定化できる。上記７エイズロツクループによ
る発振器４の発振周波数安定化回路構成は第１図の構成
と同一である。上記例において、発振器４の発振１周波
数拳れは ７冨−“４５“×６４８中１７．７！５４４７２　（＆
　）６４４ となるよう制御され、発振４１ｍ１＃Ｂ力管分Ｗ４器５
で４分局し％＊＊送波４を生成する。この時画像送波中
心ＪＩＩ！１１歇・計は ７ｉ’ｉ；ｗｚ−、を中４Ａ３Ｓ４１ａ　（Ｍム）とな
るｏＰＡＬ方式において、ｗｌｌ！送波は４４Ｎ！１６
１８７５　ＭＨｚと規定されているが、上記１７５Ｈｚ
程度の中心周波数ずれは実用上間層ない。

また発振Ｉ１１の周波ａ変動、あるいは発振ｌ１１１の
ｍａｔｔｅ動および７エイス四クタループの制ＷＩ特性
による副搬送波の周波数変動は、現在の回路技術で容易
に実用上間層ない程度におさえることができる。

次に本発明の特徴である水平り胃ツクパルス生成回路を
説明する。第５図に水平クロックパルス生成回路の動作
を説明する波形図を示す。

先述の如くして得られた同図（１）に示すくり返し周波
数らのパルス１４　ｔ−第２図に示す水平り曹ツクパル
ス生成用の発振器１５に入力する。発ｍ＊１５の出力波
形を第ｉｌｌ伽）に示す。第３図においてパルス１４が
ルベルの時発振し、０レベルの時発振動作が停止するよ
うにＭ２図の発振器１５を構成すれば、発！１出力１６
は第ｓｌｉ！ｉ１伽）の波形になる・発振出力１４ｒｉ
−第２図で図示していない公知のデジタル回路であるイ
ンバー！回路等で波形成形して、第３図（Ｃ）に示すパ
ルスが得られ、これを水平クロツタパルスとすることが
できる◎ざて、第１図の説明の項で、一般に水平タロツ
クパルスとしてｆＭの整数倍のくり返し周波数のパルス
が用いられることを記したが、この理由を以下に述べる
。固体撮像素子から出力される映倫信号は、水平クロツ
クパルスに同期して得られるため、水平夕田ツタパルス
のテレビジ冒ン信号の水平周期に対する位相が、カメラ
で撮像したｗｉＩをモニタテレビ受像機等のブラウン管
等の画面に再生した場合の画面上の画像位置を決める。

したが９て、水平り四りクバルスの位相がテレビジ冒ン
信号の水平周期に対して変動すると、再生両像の画面上
の位置が変動して非常に見苦しい画像になる・そこで水
平り胃りクバルスをｆＨの整数倍の周波数に設宏して、
上記位相ずれを防ぐのである。

ところで、本発明においては、第５図に示すように水平
周期毎に水平り菅ツクパルス３の位相が一定になるよう
制御されるので、水平クロックパルスがｆ！Ｉの整数倍
のくり返し周波数の場合はもちろん、必ずしも釉の整数
倍でなくても上記画像位置変動は発生しない。したがっ
て第１図で説明した水平り謬りクパルス周波数に限蜜さ
れず自由な周波数を用いることができる。

また水平ブランキング期間管考慮すると、本発明の発［
５１５の停止制御動作を水平ブランキング中に行なえば
過波部における画像変動がブラウン管等の画面上にあら
れれること管避けられる。このためには、第６図（ａ）
に示すパルスが水平プラン中ンダ期間中に発生するよう
デコーダ１３を構成する。

第４ＷＩ＆：＠２図１５の発振器の具体的実施例を示す
。１７は公知のシ凰電ットトリガー２人力ナンドゲート
と呼ばれるデジタル回路であり、抵抗１８．コンデンサ
１９　ｒｔ図示の如く接続し、入力端子２０に第３図（
ａ）のパルスを入力すると、入力パルス１４がルベルの
時発振し、０レベルの時停止するような動作が実現でき
、出力１６は第３図（ｂ）のようになる。

第５図に本発明による水平クロックパルス生成回路の他
の一実施例を示す。第５図の例は、発振器１５の出力を
分局器２１で分周して水平クロックパルスを生成する場
合を示し、以下分局器２１を２分周回路とし、２相の水
平りＵツクパルス２５．２３’ｒｔ得る場合について説
明Ｔる◎第６ｖ！Ｊに第５図の動作波形を示す。第５図
の分局器２１をいわゆるリセット機能付分周回路で構成
し、リセット信号として第３図（ａ）に示すパルスを発
振器１５と同様に入力する。分局器２１がリセット信号
の０レベルでリセットされる構成にし、かつ入カク田り
ク（発振器１５の出力）の第６図Φ）に矢印で示す立上
りエツジ部で分局動作する構成にしておけば、出力信号
として第６図（ｅ）　、　（ｄ）に示す水平クロックパ
ルスが得られる・上記構成の分局器はデジタル回路の公
知技術である。

第６ｆｌＪかも明らかなように、第５ＷＪの場合にも第
２ｖ！Ｊの場合と同一の効果が得られる。

マタ、分局＠２１に４分周あるいはより高次の分周回路
【用いても第５図と同様な構成により同一の効果な得る
ことができる。

第′７図に本発明の同期信号発生回路の他の一実施例を
示す。図中第２図と同一機能ｅ有するものには同−香号
管付す。第７図においては第２ｖ！Ｊの発振器４にかえ
て、ｆＩの整数倍の発振周波数の発振器１′をｖＣＯで
構成し、ｌｌ２ｖ！Ｊの例と同様にして得られた周波数
制御電圧１１を発振ａ１１′に入力して発振９１″の発
振周波数を安定化するものである。上記以外の他部の動
作は第２図の例と同じである。この時発振器４・が発振
周波微開−の基準発振器となり、この発振周波数な副搬
送波周波数の４倍すなわちｔｚｙｉ４ｔｙｓ勤に設定し
１第２＠で説明した各分局数値を用いれば、発振１１１
の発振中心周波数・ｆｌは１７．７３４４７５ ”ｌ　　”　　　　６４ｓ　　　　　Ｘ　　４４４　　
申　１２４２！＄００１　　（ＭＨｚ）となるよう制御
され、水平周波数・釉はｆｌ　ｍ　１５４２５００２＋
６　（ＩＱ（ｚ　）セなる。ＰＡＬ規格の’Ｉ　（１＆
４２５　ＫＨｚ）　ニ対し、上記程度の周波数ずれは実
用上問題ない。また第４図、第５図で説明した発振器あ
るいは水平クロツタパルス生成回路は第２図°の場合と
まりたく同様に第７図の例におい′ても適用できる。

なお発振器１．４の発振周波数あるいは分局器５．７．
８の分局数の数値は前述した数値例に限らない。たとえ
ば発振器１の発振周波数をｆＨの２８２倍に設定した場
合、分局器７の分周数を１６１とすれば先述した実施例
と同等の効果゛が得られる。

なお、上記説明においては、ＰＡＬ方式に本発明を適用
した場合を説明したが＝Ｎ’ｒｓｃ方式に対しても本発
明は容易に適用し得る−ものである。例えば第２図にお
いて、発振器１の発振周波数ｒｔＮＴ８ｃの水平周波数
の２６０倍に設定し、分周器７の分周数ｒｔｔ８４ｅ分
周器８の分局数を６４４とすれば発振器４の発振中心周
波数は水平周波数の９１０倍となり、発振ｌ１４の出力
を分局器５で４分周するとＮＴ＆Ｃ％格に等しい副搬送
波周波数が得られる。その他の回路動作に関しては上記
ＰＡＬ方式に対する時と同様であるＯ 以上説明した様に、本発明によれば、水平周波数の整数
倍の第１の発振器と副搬送波用の第２の発振器とを設け
、かついずれか一方の発振器をｖＣＯで構成し、他方の
発振器により周波数ロックをかけるよう構成したので、
水平周波数と副搬送波周波数との周波数関係の安走度が
高く、かつ水平クロックパルス用の第暮の発振器に上記
第１の発振器出力から得られる水平周波数パルスにより
水平周期毎に発振位相が一定となるように制御をかけた
ことにより、水平クロックパルスの周波数を自由に選ん
でも再生両像の画面上位置ずれの恐れがなく、シたがう
て固体撮像素子の画素数が従来例よりも少なくてもよい
ことからＰＡＬ方式に対してもＮＴＳＣ用と同一の水平
方向画素数の固体撮像素子が使用でき民生機器としての
固体カラービデオカメラがＰＡＬ方式に対しても容易に
実現できる。

また、上記第暴の発振器出力を分局して水平り四ツクパ
ルスを生成する場合には、上記第５の発振器の制御と同
時に水平クロックパルス生成用の分局器にも水平周期で
リセットｅかけることにより本発明の効果が実現できる
。さらに、上記第３の発振器あるいは分局器の水平周期
の制御を水平ブランキング期間に行なうことにより、再
−生画面上に上記制御による悪影響が出る恐れなしに本
発明が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一つの同期信号発生回路を示すブロック図、第
２図は本発明による同期信号発生回路の一実施例のブロ
ック図、第５図は第２図の水平り四りクパルス発生回路
部の動作を説明する波形図、第４図は第２図の水平クロ
ックパルス用発振器の一実施例を示Ｔ回路図、第５図は
第２図の水平クロックパルス発生回路部の他の一実施例
を示すブロック図、第６図は第５図の水平クロックパル
ス発生回路の動作を説明する波形図、第７図は本発明に
よる同期信号発生回路の第２図と興なる他の一実施例の
プ璽ツク図である・ １８水平周波数の整数倍の周波数で発振する第１の発振
器、 ｓｏ　２５１水平クロツクパルス、 ４８副搬送波周波数の整数倍の周波数で発振する第２の
発振器、 ７．８１分周器、　　　　９！位相検波器、１０１低域
ろ波器、　　　■言周波数制御電圧、１２１分周器、　
　　　　１３客デコーダ、１５に水平タロツクパルス生
成用の第Ｓの発振器、１７８シ＆セクシトリガ２人力ナ
ンドゲーＦ１１８：抵抗、　　　　　　１９：コンデン
サ、２１！分局器。 ２２　図 才　３５！ｉ 才斗図 ２．５″　図 、件 才　　ｂ　図 才　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　水平周波数の整数倍の周波数を発振する第１の発振
   手段と、該第１の発振手段の発振出力を整数分の−に分
   局する第１の分局手段と、１１ＪＩＩ送波周波歎のＳ数
   倍の周波数な発振する＃１２の発振手段と、該第２の発
   振手段の発振出力を整数分の−に分局する第２の分局手
   段と、前記ｌＩＮＭの分周手段の出力信号と前記第２の
   分局手段の出力信号とを位相検波する手段と、該位相検
   波手段の出力を低域ろ波する手段と、前記第曾の発振手
   段の発振出力を分局して水平周波数のくり返し周波数を
   有するパルスｔ−生成する手段とｓｍｓの発振手段とへ
   該ｍｓの発振手段の発ＩＩＩＩＢ力を入力し固体撮像素
   子の水平走査用夕四りタパルスを生成する手段と１ｉ−
   具備した一体力ツービデオカメラの同期信号発生回路に
   おいて、前記ｌ１２の発振手段を電圧制御発振手段で構
   成し、前記低域ろ波手段の出力信号により前記第２の発
   振手段ｅｙｓｍして前記第２の発振手段の発振周波数と
   前記第１の発振手段の発振周波数と【整数比にロックし
   、かつ前記水平周波数のくり返し周波数を有するパルス
   により前記第３の発振手段を該第３の発振手段の発振出
   力が水平周期毎に同一位相になるように制御することを
   特徴とする固体カラービデオカメラの同期信号発生回路
   。 ２　前記第１の発振手段を電圧制御発振手段で構成し、
   前記低域ろ波手段の出力信号により前記第１の発振手段
   を制御して前記第１の発振手段の発振周波数２前記第２
   の発振手段の発振周波数とを整数比にロックすることな
   特徴とする特許請求の範囲！！１項記職の固体カラービ
   デオカメラの同期信号発生回路＠五　前記１１！５の発
   振手段の発振出力を第５の分局手段に入力し、＃Ｉ５の
   分局手段の出力信号から水平走壷用りロククパルスを生
   成する構成とし、かつ該第３の分局手段は制御信号によ
   り分局機能の動作と停止の制御可能な分局手段で構成し
   、前記水平周波数のくり返し周波数を有するパルスによ
   る第５の発・振手段の制御と同一タイセンダで該第５の
   分局手段の分局動作を一時停止するように制御すること
   を特徴とする特許請求の範匣第１項、又は第２項記載の
   固体カラービデオカメラの周期信号発生回路。 歳　前記水平周波数のくり返し周波数を有するパルスに
   よる第３の発振手段の制御【、水平ブランキング期間内
   に行なうことな特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項又は第Ｓ項記戦の固体カッ−ビデオカメラの同期信号
   発生回路。