專利名稱：外同步系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的攝像機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外同步系統(tǒng)和一種使用該外同步系統(tǒng)的攝像機系統(tǒng)，該攝像機系統(tǒng)用于根據(jù)從外部提供的基于電視制式的同步信號操作該系統(tǒng)，特別涉及一種外同步系統(tǒng)和一種使用該外同步系統(tǒng)的攝像機系統(tǒng)，該攝像機系統(tǒng)使用包含水平同步信號和垂直同步信號的復(fù)合同步信號作為外同步信號。
在監(jiān)視攝像機系統(tǒng)中，通常，通過使用主攝像機的同步信號(水平同步信號、垂直同步信號，包含這些信號的復(fù)合同步信號)，在從攝像機(slavecamera)中建立同步。這種公知技術(shù)被稱為外同步。根據(jù)外同步，執(zhí)行一種處理，使從攝像機的同步信號的相位與主攝像機的同步信號的相位相匹配。在這種情況下，最終地，視頻信號從多個攝像機輸入到一個監(jiān)視器。
然而，根據(jù)從攝像機放置的位置，由于傳輸線的延遲量的差別，使主攝像機的同步信號到達(dá)各個從攝像機的時間周期不同。當(dāng)從攝像機被鎖定時，產(chǎn)生的圖像引起了在監(jiān)視器上的同步偏差。
為此，在每個從攝像機中，通過對從主攝像機提供的同步信號進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，消除了在監(jiān)視器上的同步偏差，從而消除了在監(jiān)視器上引起的同步偏差量。另外，基于已經(jīng)被相位調(diào)節(jié)的同步信號，形成了在從攝像機側(cè)使用的同步信號，諸如水平同步信號或垂直同步信號。
特別地，包括在由從主攝像機提供的復(fù)合同步信號中的水平同步信號和垂直同步信號須經(jīng)同步分離，對已經(jīng)經(jīng)過同步分離的水平同步信號進(jìn)行相位調(diào)節(jié)，在相位調(diào)節(jié)后，在從攝像機側(cè)形成的內(nèi)部水平同步信號的相位與外部水平同步信號同步，同時，用于進(jìn)行計數(shù)操作的垂直計數(shù)器在1H(H水平掃描時間周期)的周期由已經(jīng)經(jīng)過同步分離的垂直同步信號復(fù)位，基于在復(fù)位操作時的裝載值(復(fù)位值)的計數(shù)值，形成從攝像機側(cè)的垂直同步信號。
然而，在用于進(jìn)行隔行掃描的電視制式中，一屏(一幀)包括奇數(shù)(ODD)場和偶數(shù)(EVEN)場的兩個場，如圖6所示，根據(jù)奇數(shù)場和偶數(shù)場，同步信號的格式不同。當(dāng)根據(jù)如上所述的場而同步信號的格式不同且在從攝像機側(cè)通知(inform)垂直同步信號時，在復(fù)位操作中裝載到垂直計數(shù)器復(fù)位值需要根據(jù)奇數(shù)場和偶數(shù)場而不同。
因而，需要確定輸入外部復(fù)合同步信號時的場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。傳統(tǒng)上，由在同步分離后的垂直同步信號和水平同步信號之間的相位關(guān)系確定該場。特別地，使用場確定電路，在其結(jié)構(gòu)中，通過使用計數(shù)器，和水平同步信號同步地進(jìn)行計數(shù)操作，由在檢測垂直同步信號的邊沿后的某個時刻水平同步信號的極性來確定場。
然而，根據(jù)上述的傳統(tǒng)場確定電路，構(gòu)造了使用計數(shù)器的結(jié)構(gòu)，在制造該計數(shù)器時需要多個門電路，因而帶來的問題是電路規(guī)模增大，成本增加。
鑒于上述問題而提出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種外同步系統(tǒng)，和使用該外同步系統(tǒng)的攝像機系統(tǒng)，它能夠用簡單的電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定地確定場。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種攝像機系統(tǒng)，用于根據(jù)從外面提供的包括水平同步信號和垂直同步信號的復(fù)合同步信號，形成內(nèi)部水平同步信號和內(nèi)部垂直同步信號，以與所形成的內(nèi)部水平同步信號和所形成的垂直同步信號同步地完成攝像機系統(tǒng)的操作，所述攝像機系統(tǒng)包括同步分離器電路，用于從所述復(fù)合同步信號分離所述水平同步信號和所述垂直同步信號，和用于以一個水平掃描時間周期作為單位，以所述復(fù)合同步信號的水平同步部分作為參考，輸出其間具有恒定相位差的第一和第二脈沖；第一脈沖形成電路，用于形成具有與所述第一和所述第二脈沖之間的相位差一致的脈沖寬度的第三脈沖；第二脈沖形成電路，用于在由所述同步分離器電路分離的垂直同步信號的下降的時刻，形成第四脈沖；和第三脈沖形成電路，用于基于所述第三脈沖和第四脈沖形成場識別脈沖。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的攝像機系統(tǒng)，第一脈沖形成電路形成第三脈沖，第三脈沖在第一脈沖的時刻上升，在第二脈沖的時刻下降。第三脈沖構(gòu)成了用于確定奇數(shù)場和偶數(shù)場的脈沖。第二脈沖形成電路檢測同步操作后的垂直同步信號的下降沿，形成第四脈沖。第四脈沖構(gòu)成用于檢測垂直同步信號的下降沿的脈沖。另外，第三脈沖形成電路在用于檢測垂直同步信號的下降沿的脈沖的時刻，根據(jù)場識別脈沖的極性，識別奇數(shù)場和偶數(shù)場。
本發(fā)明可以適用于除了包括一個主攝像機和一個或幾個從攝像機的監(jiān)視攝像機系統(tǒng)外，由需要通過使用復(fù)合同步信號建立外同步來操作的任何裝置構(gòu)造的系統(tǒng)。例如，可以想見的有，一種外同步系統(tǒng)，其中主裝置是攝像機，從裝置由多個VCR(錄像機)構(gòu)成；另外一種外同步系統(tǒng)，其中主裝置和一個或幾個從裝置都由VCR構(gòu)成；等等。
參照附圖對本發(fā)明優(yōu)實施例選的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加清楚，附圖中

圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的一種攝像機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的結(jié)構(gòu)外形圖；圖2是示出定時控制電路的具體電路結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是示出在NTSC/EIA制式的奇數(shù)場中確定場的定時的時序圖；圖4是示出在NTSC/EIA制式的偶數(shù)場中確定場的定時的時序圖；圖5是示出根據(jù)一個實施例的場確定電路的電路結(jié)構(gòu)的一個例子的方框圖；和圖6是根據(jù)NTSC/EIA制式的電視信號的垂直同步部分的信號波形圖。
下面給出根據(jù)本發(fā)明的實施例的詳細(xì)解釋。圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的一種攝像機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一個例子的結(jié)構(gòu)外形圖。
這里，以攝像機信號處理系統(tǒng)由模擬系統(tǒng)實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)的情況作為例子，給出了說明。然而，本發(fā)明自然也可以類似地應(yīng)用到由數(shù)字系統(tǒng)實現(xiàn)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的情況。另外，例如，該攝像機系統(tǒng)在監(jiān)視攝像機系統(tǒng)中作為從攝像機使用，采用了一種系統(tǒng)，其中包括水平同步信號和垂直同步信號的復(fù)合同步信號被用作基于從主攝像機提供的電視信號的外同步信號。
在圖1中，CCD圖像元件11的輸出信號(CCD信號)被輸入到信號處理電路12。信號處理電路12被構(gòu)造成包括用于采樣和保持CCD圖像元件11的輸出信號的電路(S/H電路)；用于放大采樣和保持輸出到固定電平的電路(AGC電路)；用于將CCD信號轉(zhuǎn)換為視頻信號的電路。定時控制電路13被安裝以形成CCD驅(qū)動信號，用于驅(qū)動CCD圖像元件11，和形成信號處理驅(qū)動信號，用于驅(qū)動信號處理電路12等。
圖2示出定時控制電路13的具體電路結(jié)構(gòu)。由從主攝像機提供的復(fù)合同步信號CSYNC被輸入到定時控制電路13。定時控制電路13被構(gòu)造成包括同步分離器電路21。
同步分離器電路21分別分離出包含在輸入的復(fù)合同步信號CSYNC中的水平同步信號HD和垂直同步信號VD。其后，已經(jīng)經(jīng)過同步分離的水平同步信號HD和垂直同步信號VD被描述為水平同步信號Sep-HD和垂直同步信號Sep-VD。水平同步信號Sep-HD被暫時輸出到定時控制電路13的外面。
另外，水平同步信號Sep-HD須經(jīng)由相位調(diào)節(jié)電路22相位調(diào)節(jié)，相位調(diào)節(jié)電路22安裝在定時控制電路13的外面，此后水平同步信號Sep-HD被再次輸入到定時控制電路13，構(gòu)成相位比較器(PC)23的一個輸入。相位比較器23的比較輸出被輸出到定時控制電路13的外面，由LPF(低通濾波器)24平滑，被提供給VCO(壓控振蕩器)25作為其控制電壓。
VCO 25由原始振蕩時鐘2MCK振蕩，其頻率是攝像機系統(tǒng)的參考時鐘，即14MHz的主時鐘MCK的頻率的兩倍。振蕩頻率根據(jù)控制電壓而改變。原始振蕩時鐘2MCK被輸入到定時控制電路13，由1/2分頻器26 1/2分頻，從而構(gòu)成14MHz的主時鐘MCK，然后提供給內(nèi)部HD形成電路27。
內(nèi)部HD形成電路27通過對14MHz的主時鐘MCK分頻而形成具有1H(H水平掃描時間周期)的周期的水平頻率信號fH，輸出水平頻率信號fH到定時控制電路13的外面，作為從水平同步信號SLV-HD，提供給V(垂直)計數(shù)器28和定時發(fā)生器29，并提供給相位比較器23，作為其另外一個輸入。
相位比較器23比較構(gòu)成一個輸入的相位調(diào)節(jié)后的水平同步信號Sep-HD的相位和水平頻率信號fH的相位，將根據(jù)相位差的比較輸出經(jīng)上述LPF24提供給VOC25。
即，由用于基于相位比較器23、LPF24、VOC25和原始振蕩時鐘2MCK形成水平頻率信號fH和提供該信號給相位比較器23的電路系統(tǒng)構(gòu)成PLL(鎖相環(huán))電路。由PLL電路完成外部同步化操作，從水平同步信號SLV-HD和相位調(diào)節(jié)后的水平同步信號Sep-HD同步。
V計數(shù)器28以從同步分離器電路21提供的垂直同步信號Sep-VD作為復(fù)位輸入，對水平頻率信號fH計數(shù)，基于計數(shù)值形成垂直頻率信號fV，輸出垂直頻率信號fV到定時控制電路13的外面，作為從垂直同步信號SLV-Vd，將該垂直頻率信號fV提供給定時發(fā)生器29。定時發(fā)生器29形成從復(fù)合同步信號SLV-SYNC，將從復(fù)合同步信號SLV-SYNC輸出到定時控制電路13的外面。
定時控制電路13的里面還安裝有場確定電路30，用于確定在輸入復(fù)合同步信號CSYNC時的場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。場確定電路30是本發(fā)明的一特征部分，具體電路構(gòu)造及其電路操作的詳細(xì)解釋將在后面給出。
來自場確定電路30的確定結(jié)果被提供給計數(shù)解碼器31。計數(shù)解碼器31用于設(shè)定復(fù)位值(裝載值)，用于當(dāng)V計數(shù)器28復(fù)位時，裝載到V計數(shù)器28。復(fù)位值設(shè)定為一個值，該值根據(jù)從水平同步信號SLV-HD相對于水平同步信號Sep-HD的相位狀態(tài)，即，同相或滯后相位或超前相位而不同，并且復(fù)位值設(shè)定為一個值，該值根據(jù)該場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場而不同。
因而，計數(shù)解碼器31需要確定場的結(jié)果。另外，計數(shù)解碼器31將復(fù)位值裝載到V計數(shù)器28。在基于垂直同步信號Sep-VD的V計數(shù)器28的復(fù)位操作中，該復(fù)位值在奇數(shù)場的情況下和在偶數(shù)場的情況下，基于從場確定電路30提供的確定結(jié)果而不同。
接著，將根據(jù)實施例給出場確定電路30的具體電路結(jié)構(gòu)的解釋。場確定電路30的特征在于，通過使用從同步分離器電路21輸出的脈沖P2和P3，確定在輸入復(fù)合同步信號CSYNC時的場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。
這里，在解釋場確定電路30之前，將參考圖3和圖4的時序圖給出同步分離器電路21的操作的解釋。順便說，圖3示出了NTSC(國家電視制式委員會)/EIA(電子工業(yè)協(xié)會)的奇數(shù)(ODD)場的情況，圖4示出了NTSC/EIA的偶數(shù)場的情況。在該情況下，EIA指對應(yīng)于NTSC的黑白制式。
同步分離器電路21通過檢測復(fù)合同步信號CSYNC的上升沿形成脈沖P1，用與復(fù)合同步信號CSYNC的水平同步部分一致的脈沖P1為參考，大致在1/3H和2/3H的對應(yīng)間隔處，以1H為單位形成脈沖P2和P3。結(jié)果是，脈沖P2和脈沖P3構(gòu)成恒定的相位差。另外，通過構(gòu)造一個鎖存器(1atch)，水平同步信號Sep-HD從復(fù)合同步信號CSYNC分離。該鎖存器在脈沖P3的時刻設(shè)定，在復(fù)合同步信號CSYNC的下降時刻復(fù)位。
另外，通過構(gòu)造一個鎖存器形成脈沖P4，該鎖存器在脈沖P2或P3的時刻設(shè)定，在脈沖P1的時刻復(fù)位。另外，通過在脈沖P4的上升時刻采樣復(fù)合同步信號CSYNC來形成脈沖P5。另外，通過在脈沖P1的時刻采樣脈沖P5，垂直同步信號Sep-VD從復(fù)合同步信號CSYNC分離。
以這種方式，用于在各種時刻形成脈沖P1至P5和基于它們從復(fù)合同步信號CSYNC分離水平同步信號Sep-HD和垂直同步信號Sep-VD的同步分離器電路21，輸出分離的水平同步信號Sep-HD和分離的垂直同步信號Sep-VD，將用于確定場的脈沖P2和P3輸出到場確定電路30。
通過使用由同步分離器電路21提供的脈沖P2和P3和使用由同步分離器電路21分離的垂直同步信號Sep-VD，場確定電路30確定場。圖5示出場確定電路30的電路結(jié)構(gòu)的一個例子。
在圖5中，場確定電路30構(gòu)造成包括第一脈沖形成電路41，輸入脈沖P2和P3和主時鐘MCK，用于形成脈沖P6，脈沖P6的脈沖寬度與脈沖P2和P3之間的相位差一致；第二脈沖形成電路42，輸入垂直同步信號Sep-VD和主時鐘MCK，用于在垂直同步信號Sep-VD的下降時刻形成脈沖P7；和第三脈沖形成電路43，用于基于脈沖P6和P7形成場識別脈沖。
例如，第一脈沖形成電路41由JK觸發(fā)器44構(gòu)成，脈沖P2作為J輸入，脈沖P3作為K輸入，主時鐘MCK作為時鐘輸入。例如，第二脈沖形成電路42由D觸發(fā)器45、D觸發(fā)器46和雙輸入NOR(“或非”)門47構(gòu)成。D觸發(fā)器45用垂直同步信號Sep-VD作為D輸入，主時鐘MCK作為時鐘輸入。D觸發(fā)器46用D觸發(fā)器45的Q輸出作為D輸入，主時鐘MCK作為時鐘輸入。雙輸入NOR門47輸入從D觸發(fā)器45輸出的Q和從D觸發(fā)器46輸出的XQ。
第三脈沖形成電路43包括倒相器48和49，用于翻轉(zhuǎn)脈沖P6和P7的極性；雙輸入NOR門50，用于輸入倒相器48和49的各個輸出；雙輸入NOR門51，用于輸入脈沖P6和倒相器49的輸出；雙輸入OR(“或”)門52，以雙輸入NOR門50的輸出為其一個輸入；雙輸入AND(“與”)門53，以NOR門51和雙輸入OR門52的各個輸出作為輸入；和D觸發(fā)器54，以從AND門53的輸出作為D輸入，主時鐘MCK作為時鐘輸入。D觸發(fā)器54的Q輸出被導(dǎo)出作為場識別信號FP，成為OR門52的另一個輸入。
接著，參考圖3和圖4的時序圖，給出具有上述結(jié)構(gòu)的場確定電路30的電路操作的解釋。
首先，給出脈沖P6和P7的形成的解釋。在第一脈沖形成電路41中，JK觸發(fā)器44以脈沖P2作為J輸入，脈沖P3作為K輸入形成脈沖P6，脈沖P6在脈沖P2的時刻上升，在脈沖P3的時刻下降。脈沖P6構(gòu)成用于確定ODD/EVEN場的脈沖。
同時，在第二脈沖形成電路42中，雙輸入NOR門47計算由D觸發(fā)器45通過鎖存垂直同步信號Sep-VD產(chǎn)生的鎖存輸出Q和由D觸發(fā)器46通過鎖存鎖存器輸出Q產(chǎn)生的鎖存倒相輸出XQ的非OR，從而形成脈沖P7，脈沖P7檢測垂直同步信號Sep-VD的下降沿。
接著，在第三脈沖形成電路43中，在圖3的時序圖所示奇數(shù)場的情況下，場確定脈沖P6和VD下降沿檢測脈沖P7都在“H”電平，相應(yīng)地，D觸發(fā)器54的Q輸出的場識別脈沖FP變成“H”電平。即，在“H”電平的場識別脈沖FP指明了是奇數(shù)場。
同時，在圖4的時序圖所示偶數(shù)場的情況下，場確定脈沖P6在“L”電平，VD下降沿檢測脈沖P7在“H”電平，相應(yīng)地，D觸發(fā)器54的Q輸出的場識別脈沖FP變成“L”電平。即，在“L”電平的場識別脈沖FP指明了是奇數(shù)場。
如上所述，根據(jù)使用復(fù)合同步信號CSYNC作為外同步信號的攝像機系統(tǒng)，通過利用水平同步脈沖、垂直同步脈沖和復(fù)合同步信號CSYNC的ODD和EVEN場之間的均衡脈沖的特殊性，通過使用在同步分離器電路21中在同步分離過程中形成的脈沖P2和P3來確定場，不使用傳統(tǒng)技術(shù)中的計數(shù)器，通過簡單邏輯電路的結(jié)合，就可以確定在輸入復(fù)合同步信號CSYNC時的場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。
另外，圖5所示的場確定電路30的電路結(jié)構(gòu)僅是一個例子，本發(fā)明不限于此?？傊?，可以構(gòu)成一種電路結(jié)構(gòu)，用于基于從同步分離器電路21提供的脈沖P2和P3形成場確定脈沖P6，和用于在垂直同步信號Sep-VD的下降沿形成VD下降沿檢測脈沖P7。通過它，在Sep-VD下降沿檢測脈沖P7的時刻，可以識別場確定脈沖P6的極性。
另外，盡管根據(jù)上述實施例，已經(jīng)給出了應(yīng)用到NTSC/EIA電視制式的情況的解釋，但是本發(fā)明基本可以適用于完成隔行掃描的任何制式，諸如PAL(逐行倒相制)/CCIR(國際無線通信咨詢委員會)。在這種情況下，CCIR指對應(yīng)于PAL的黑白制式。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在使用復(fù)合同步信號作為外同步信號的攝像機系統(tǒng)的外同步系統(tǒng)中，通過構(gòu)造一種結(jié)構(gòu)利用水平同步脈沖、垂直同步脈沖和復(fù)合同步信號的ODD和EVEN場之間的均衡脈沖的特殊性，通過使用在同步分離過程中形成的脈沖來確定場，不使用傳統(tǒng)技術(shù)中的計數(shù)器，通過簡單邏輯電路的結(jié)合，就可以完全確定在輸入復(fù)合同步信號時的場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。相應(yīng)地，電路構(gòu)造被簡化，可以實現(xiàn)低成本。
權(quán)利要求
1.一種攝像機系統(tǒng)，用于根據(jù)從外面提供的包括水平同步信號和垂直同步信號的復(fù)合同步信號，形成內(nèi)部水平同步信號和內(nèi)部垂直同步信號，以與所形成的內(nèi)部水平同步信號和所形成的垂直同步信號同步地完成攝像機系統(tǒng)的操作，所述攝像機系統(tǒng)包括同步分離器電路，用于從所述復(fù)合同步信號分離所述水平同步信號和所述垂直同步信號，和用于以一個水平掃描時間周期作為單位，以所述復(fù)合同步信號的水平同步部分作為參考，輸出其間具有恒定相位差的第一和第二脈沖；第一脈沖形成電路，用于形成具有與所述第一和所述第二脈沖之同的相位差一致的脈沖寬度的第三脈沖；第二脈沖形成電路，用于在由所述同步分離器電路分離的垂直同步信號的下降的時刻，形成第四脈沖；和第三脈沖形成電路，用于基于所述第三脈沖和第四脈沖形成場識別脈沖。
2.一種外同步系統(tǒng)，用于基于從主裝置提供的包括水平同步信號和垂直同步信號的復(fù)合同步信號，在從裝置中形成內(nèi)部水平同步信號和內(nèi)部垂直同步信號，以與所述內(nèi)部水平同步信號和所述垂直同步信號同步地操作所述從裝置，其中所述從裝置包括同步分離器電路，用于從所述復(fù)合同步信號分離所述水平同步信號和所述垂直同步信號，和用于以一個水平掃描時間周期作為單位，以所述復(fù)合同步信號的水平同步部分作為參考，輸出其間具有恒定相位差的第一和第二脈沖；第一脈沖形成電路，用于形成具有與所述第一和所述第二脈沖之間的相位差一致的脈沖寬度的第三脈沖；第二脈沖形成電路，用于在由所述同步分離器電路分離的垂直同步信號的下降的時刻，形成第四脈沖；和第三脈沖形成電路，用于基于所述第三脈沖和第四脈沖形成場識別脈沖。
3.如權(quán)利要求2所述的外同步系統(tǒng)，其中所述主裝置是攝像機，所述從裝置是一個或幾個攝像機或錄像機。
4.如權(quán)利要求2所述的外同步系統(tǒng)，其中所述主裝置是VTR，所述從裝置是一個或幾個VCR。
全文摘要
當(dāng)使用計數(shù)器確定場時,在制造計數(shù)器時需要許多門電路,從而電路規(guī)模增大,成本提高。本發(fā)明中,在用于由同步分離器電路分離包含在復(fù)合同步信號CSYNC中的水平同步信號和垂直同步信號和用于基于分離后的水平同步信號和垂直同步信號形成內(nèi)部水平同步信號和內(nèi)部垂直同步信號的定時控制電路中,在同步分離過程中形成的脈沖P2和P3用于在場確定電路中確定場,當(dāng)CSYNC作為外部同步信號輸入時,確定所述場是奇數(shù)場還是偶數(shù)場。
文檔編號H04N5/10GK1250311SQ9911880
公開日2000年4月12日 申請日期1999年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月14日
發(fā)明者佐藤正章 申請人:索尼公司