JP2846870B2 - クランプ回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像成分と同期成
分とを含む映像信号の基準レベルを所定の電位に固定す
るクランプ回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、メイン画面となる第１の映像信
号にサブ画面となる第２の映像信号を重ね合わせるセン
タユニットの構成を示すブロック図である。第１の映像
信号Ｘ(t)は、所定のテレビジョン方式に従う同期信号
ＣＳ１に基づいて動作するテレビカメラから得られるも
ので、そのテレビカメラの内部で作成される同期信号Ｃ
Ｓ１に映像成分が重畳されている。また、第２の映像信
号Ｙ(t)も同様にして、所定の同期信号ＣＳ２に基づい
て動作するテレビカメラ（図示せず）から得られる。こ
のようにそれぞれ独自のタイミングで動作する２台のテ
レビカメラから出力される映像信号Ｘ(t)、Ｙ(t)は、垂
直走査及び水平走査のタイミングが一致していないた
め、センタユニット１０においては、映像信号Ｙ(t)の
各タイミングを映像信号Ｘ(t)に一致させた後に映像信
号Ｘ(t)に映像信号Ｙ(t)を合成するように構成される。
なお映像信号Ｙ(t)は、画素数を省略した撮像素子を用
いることや、映像成分を一定間隔で間引くこと等により
映像成分が圧縮されており、垂直走査期間及び水平走査
期間内の特定の期間に限って映像成分が重畳されてい
る。

【０００３】センタユニット１０に入力される映像信号
Ｙ(t)は、１画面毎にメモリ制御回路１１から一旦フィ
ールドメモリ１２に記憶された後に、このフィールドメ
モリ１２から所定のタイミングで読み出される。この読
み出しのタイミングは、同期分離回路１３により映像信
号Ｘ(t)から取り出される同期信号に基づいて設定され
る。従って、映像信号Ｙ(t)の垂直走査及び水平走査の
タイミングが映像信号Ｘ(t)と一致することになる。映
像信号Ｘ(t)と垂直走査及び水平走査のタイミングが一
致した映像信号Ｙ(t)は、映像信号Ｘ(t)と共に信号合成
回路１４に入力される。この信号合成回路１４は、切換
制御回路１５から供給される切換パルスＳＰに従って映
像信号Ｘ(t)あるいは映像信号Ｙ(t)を選択して出力する
ことで映像信号Ｘ(t)と映像信号Ｙ(t)とが合成された第
３の映像信号Ｚ(t)を出力する。即ち、映像信号Ｙ(t)の
映像成分が存在する期間に映像信号Ｘ(t)を映像信号Ｙ
(t)と置き換えることにより、映像信号Ｙ(t)の映像を映
像信号Ｘ(t)の映像の一部分に表示する第３の映像信号
Ｚ(t)を得るように構成される。

【０００４】例えば図５に示すように、垂直方向及び水
平方向に１／ｎの大きさのサブ画面をメイン画面に重畳
する場合には、垂直走査期間及び水平走査期間のそれぞ
れ１／ｎの期間に映像信号Ｙ(t)を映像信号Ｘ(t)と置き
換える。映像信号Ｘ(t)と映像信号Ｙ(t)との置き換えの
タイミングを決定する切換パルスＳＰは、図６に示すよ
うに、垂直走査期間（１Ｖ）の１／ｎの期間（Ｖ／ｎ）
にＬレベルとなり、この期間に信号合成回路１４に映像
信号Ｙ(t)側を選択させると共に、水平走査期間（１
Ｈ）の１／ｎの期間（Ｈ／ｎ）にＬレベルとなって信号
合成回路１４に映像信号Ｙ(t)側を選択させる。このよ
うな切換パルスＳＰは、垂直同期信号ＶＳ及び水平同期
信号ＨＳを作成するカウンタの出力から垂直走査周期及
び水平走査周期の各成分が作成され、この両成分が論理
合成されて信号合成回路１４に供給される。従って、垂
直走査期間内の切換パルスＳＰがＬレベルとなっている
期間で、且つ、水平走査期間内の切換パルスＳＰがＬレ
ベルとなっている期間に映像信号Ｘ(t)が映像信号Ｙ(t)
に置き換えられるため、メイン画面の一部にサブ画面が
表示され、一つのモニタ画面上に２つの画面を同時に表
示することが可能となる。

【０００５】ところが、上述のセンタユニット１０にお
いては、映像信号Ｘ(t)を一旦フィールドメモリ１２に
記憶させる必要があることから、大規模なフィールドメ
モリ１２に加えて、映像信号Ｙ(t)をデジタル値に変換
するためのＡ／Ｄ変換器及びデジタル値を再び映像信号
Ｙ(t)に変換するＤ／Ａ変換器が必要となる。このた
め、センタユニット１０の回路構成が大きくなり、シス
テム全体のコストアップの要因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】映像信号の合成処理に
おいては、各映像信号の基準レベルを予めそろえておく
ために、各映像信号の入力段階にクランプ回路が設けら
れる。このクランプ回路は、映像信号の有効期間外に設
けられる基準レベル期間を所定の値にクランプするよう
に動作させなければならないため、映像信号に同期した
所定のタイミングを有するクランプパルスを必要とす
る。このような映像信号に同期したクランプパルスは、
各映像信号に合わせて生成され、外部からセンタユニッ
ト１０に入力される。従って、センタユニット１０にク
ランプパルスを入力するための入力端子を設けなければ
ならなくなり、結果的にシステム全体のコストアップを
招いている。

【０００７】そこで本発明は、クランプパルスを外部か
ら供給することなく、映像信号の基準レベルを正確にク
ランプできるクランプ回路を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたもので、基準レベルに対して互
いに逆の極性を有する映像成分及び同期成分を含む映像
信号に対して、上記基準レベルを所定の値に固定するク
ランプ回路において特徴とする点は、上記映像信号をベ
ースに受けてエミッタから上記映像信号に応答した信号
を出力する第１のトランジスタと、上記第１のトランジ
スタのエミッタに接続され、上記第１のトランジスタの
出力信号の交流成分を取り出す第１のコンデンサと、ベ
ースが上記コンデンサに接続されてエミッタから上記第
１のコンデンサの電位変動に応答した信号を出力する第
２のトランジスタと、ベースが上記第１のコンデンサに
接続されてエミッタから上記第１のコンデンサの電位変
動に応答した信号を出力する第３のトランジスタと、上
記第３のトランジスタのエミッタに接続され、上記第３
のトランジスタの出力信号の交流成分を取り出す第２の
コンデンサと、上記第２のコンデンサを抵抗を介して充
放電する電力源と、ベースが上記第２のコンデンサに接
続されてエミッタから上記第１のコンデンサの電位変動
に応答した信号を出力する第４のトランジスタと、ベー
スが上記第４のトランジスタのエミッタに接続されると
共にエミッタに一定のクランプ電位が印加され、上記第
４のトランジスタの出力信号に応答して上記第１のコン
デンサの電位をクランプ電位に固定する第５のトランジ
スタと、を有することにある。

【０００９】本発明によれば、映像信号の電位変動が第
１のコンデンサから第２のコンデンサに取り込まれ、第
２のコンデンサの電位変動が第４のトランジスタの閾値
を超えたときに第４のトランジスタの出力信号が変化す
る。第２のコンデンサの電位変動の中心を映像信号の基
準レベルよりも僅かに低い値に設定することで、第４の
第４のトランジスタの出力信号には、映像信号の同期成
分が取り出される。そして、第４のトランジスタの出力
信号に応答して第５のトランジスタをオンしたとき、第
１のコンデンサの電位がクランプ電位に固定される。こ
のとき、回路動作の遅れによってクランプ動作のタイミ
ングが同期成分の直後に設定される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のクランプ回路の
構成を示す回路図で、図２は、このクランプ回路の動作
を説明するための各信号の波形図である。ベースに映像
信号を受ける入力用のｎｐｎトランジスタｔ１は、コレ
クタが電源に接続され、エミッタが抵抗ｒ１を介して接
地される。またｎｐｎトランジスタｔ１のエミッタに
は、電位固定用のコンデンサｃ１の一端が接続される。
出力用のｐｎｐトランジスタｔ２は、ベースにコンデン
サｃ１の他端が接続され、エミッタが抵抗ｒ２を介して
電源に接続されてコレクタが接地され、さらにコレクタ
には、ｐｎｐトランジスタｔ２に対して相補的な特性を
有する出力用のｎｐｎトランジスタｔ３のベースが接続
される。ｎｐｎトランジスタｔ３は、コレクタが電源に
接続されてエミッタが抵抗ｒ３を介して接地されると共
に、このエミッタから基準レベルが設定された映像信号
が出力される。また、コレクタがコンデンサｃ１の他端
に接続されるスイッチ用のｎｐｎトランジスタｔ４は、
ベースにクランプパルスが供給され、エミッタがコンデ
ンサｃ２を介して接地される。そして、ｎｐｎトランジ
スタｔ４のエミッタには、電源電位を分圧する可変抵抗
ｖｒからクランプレベルを決定する所定の電位が与えら
れる。

【００１１】コンデンサｃ１の出力側の電位変動をベー
スに受けるｎｐｎトランジスタｔ５は、コレクタが電源
に接続されてエミッタが抵抗ｒ４を介して接地され、こ
のエミッタにコンデンサｃ３の一端が接続される。コン
デンサｃ３の他端は、電源接地間に直列に接続される抵
抗ｒ５、ｒ６の間に接続され、さらにｐｎｐトランジス
タｔ６のベースに接続される。このｐｎｐトランジスタ
ｔ６は、コレクタが電接地されてエミッタが抵抗ｒ７を
介して電源に接続され、さらにエミッタからクランプパ
ルスを出力するように構成される。一般の映像信号は、
図３に示すように、基準レベルに対してプラス側に映像
成分が重畳され、マイナス側に同期成分が重畳されるた
め、破線で示すような基準レベルより僅かに低いレベル
に対してレベルの大小を判定することで、同期成分を分
離することができる。そこで、抵抗ｒ５、ｒ６の抵抗値
の設定によって信号の判定レベルを映像信号の基準レベ
ルより僅かに低い値とし、映像信号のブランキング期間
に対応するブランキングパルスがｐｎｐトランジスタｔ
６のエミッタから出力される。そして、このブランキン
グパルスは、回路の遅延時間分を伴うため、抵抗ｒ８及
びコンデンサｃ４により変化点のみが取り出され、その
立ち下がりのタイミングにクランプタイミングが設定さ
れてスイッチ用のｎｐｎトランジスタｔ４のゲートに供
給される。

【００１２】このようなクランプ回路によれば、入力さ
れる映像信号のブランキング期間を回路自身で検知し、
そのタイミングで映像信号の基準レベルを設定するよう
に動作するため、クランプパルスを回路外部から供給す
る必要がなくなる。図３は、本発明のクランプ回路を採
用する撮像システムの構成を示す回路図である。ここで
は、第１の映像信号Ｘ(t)及び第２の映像信号Ｙ(t)が入
力されるセンタユニット２０と、映像信号Ｙ(t)を出力
する撮像ユニット３０とを示す。第１の映像信号Ｘ(t)
を得る信号源としては、テレビカメラ等の撮像ユニット
に限らず、テレビジョン放送を受信して映像信号Ｘ(t)
を得る受信装置や記録媒体に記録された信号を読み出し
て映像信号Ｘ(t)を再生する再生装置等が考えられる。

【００１３】センタユニット２０に入力される第１の映
像信号Ｘ(t)は、メイン画面を構成するもので、最初に
クランプ回路２１に取り込まれ、ブランキング期間毎に
所望のレベルに固定されることにより基準レベルが設定
される。このクランプ回路２１の入力側には、映像信号
Ｘ(t)を出力する撮像ユニットとのインピーダンスの整
合のための抵抗Ｒ１が並列に接続される。同期分離回路
２２は、クランプ回路２１の出力から同期成分のみを取
り出して位相ロックループ２３に入力する。この位相ロ
ックループ２３は、同期分離回路２２の出力を基準信号
として動作し、映像信号Ｘ(t)に同期した水平走査周期
の水平同期信号ＨＳを出力する。同期信号発生回路２４
は、位相ロックループ２３からの水平同期信号をカウン
トし、そのカウント値から垂直走査周期の垂直同期信号
ＶＳを得て、この垂直同期信号ＶＳと水平同期信号ＨＳ
とを合成して同期信号ＣＳを作成する。そして、同期信
号ＣＳは、ドライバ２５から抵抗Ｒ２を介して通信ライ
ン４０に送り出される。

【００１４】また、通信ライン４０からセンタユニット
２０に入力される第２の映像信号Ｙ(t)は、サブ画面を
構成するもので、後述する撮像ユニット３０から通信ラ
イン４０に重畳され、映像信号Ｘ(t)と同様に、クラン
プ回路２６に取り込まれる。このクランプ回路２６は、
映像信号Ｘ(t)を取り込むクランプ回路２１と同一の構
成を有しており、ブランキング期間毎に映像信号Ｙ(t)
を所望のレベルに固定して基準レベルを設定する。な
お、映像信号Ｙ(t)は、同期信号ＣＳ、即ち映像信号Ｘ
(t)に同期していると同時に、図６に示す映像信号Ｙ(t)
と同様に、垂直走査期間及び水平走査期間のそれぞれに
おいて映像成分が１／ｎに圧縮されており、特定の期間
に限って映像成分が重畳されている。そして、クランプ
回路２１の出力がクランプ回路２６の出力と共に信号合
成回路２７に入力され、切換制御回路２８から供給され
る切換パルスＳＰに従うタイミングで映像信号Ｘ(t)の
一部が映像信号Ｙ(t)に置き換えられる。ここで、切換
パルスＳＰによる切換制御回路２８の切り換え動作につ
いては、図６に示すタイミングと同様であり、映像信号
Ｙ(t)の映像成分が重畳される期間に切換パルスＳＰが
対応付けられる。従って、映像信号Ｘ(t)の一部が映像
信号Ｙ(t)に置き換えられ、映像信号Ｘ(t)による映像の
一部分に映像信号Ｙ(t)による映像を表示する第３の映
像信号Ｚ(t)が合成される。そして、この映像信号Ｚ(t)
は、ドライバ２９から抵抗Ｒ３を介して出力される。と
ころで、通信ライン４０には、センタユニット２０自体
が出力する同期信号ＣＳが映像信号Ｙ(t)と共に重畳さ
れているが、映像信号Ｙ(t)の垂直走査及び水平走査の
タイミングが同期信号ＣＳに一致しているため、同期信
号ＣＳの影響が映像信号Ｙ(t)に及ぶことはない。

【００１５】一方、通信ライン４０から撮像ユニット３
０に取り込まれる同期信号ＣＳは、クランプ回路３１に
入力され、ブランキング期間毎に所望のレベルに固定さ
れて基準レベルが設定される。実際に通信ライン４０に
は、撮像ユニット３０自体が出力する映像信号Ｙ(t)が
同期信号ＣＳと共に重畳されており、映像成分と同期成
分とを含んだ信号がクランプ回路３１から得られること
になる。そこで、同期分離回路３２は、センタユニット
２０の同期分離回路２２と同様に、クランプ回路３１の
出力から映像成分を除去して同期成分のみを位相ロック
ループ３３に供給する。位相ロックループ３３は、水平
走査周期の水平同期信号ＨＳを発生して同期信号発生回
路３４に供給し、この同期信号発生回路３４は、水平同
期信号ＨＤから垂直走査周期の水平同期信号ＶＳを作成
する。ＣＣＤイメージセンサ３５を駆動するドライブ回
路３６は、同期信号発生回路３４から垂直同期信号ＶＳ
及び水平同期信号ＨＤを受け、これらの同期信号に従う
駆動クロックを発生する。従って、ＣＣＤイメージセン
サ３５は、垂直走査及び水平走査のタイミングが垂直同
期信号ＶＳ及び水平同期信号ＨＳに同期し、同期信号Ｃ
Ｓに同期した映像信号Ｙ(t)を発生する。この映像信号
Ｙ(t)は、信号処理回路３７においてサンプリングやレ
ベル補正等の処理が施された後、ドライバ３８から抵抗
Ｒ４を介して通信ライン４０に送り出される。ここで、
ドライバ３８から通信ライン４０に送り出される映像信
号Ｙ(t)は、映像信号Ｘ(t)とは異なり、同期成分を含ま
ずに映像成分のみとなっている。

【００１６】センタユニット２０に用いられるクランプ
回路２１、２６及び撮像ユニット３０に用いられるクラ
ンプ回路３１は、それぞれ図１と同一の構成のものであ
り、外部からクランプパルスを供給する必要がないよう
に構成される。従って、センタユニット２０及び撮像ユ
ニット３０には、クランプパルス用の入力端子を設ける
必要はなくなる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、映像信号に同期したク
ランプパルスを用いることなく映像信号の基準レベルを
クランプすることができる。従って、クランプパルスの
発生回路等、周辺回路の簡略化が可能になり、装置のコ
ストの低減が望める。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクランプ回路の構成を示す回路図であ
る。

【図２】本発明のクランプ回路の動作を説明する波形図
である。

【図３】本発明のクランプ回路を用いた撮像システムの
構成を示すブロック図である。

【図４】従来の撮像システムのセンタユニットの構成を
示すブロック図である。

【図５】再生画面の模式図である。

【図６】センタユニットの動作を示すタイミング図であ
る。

【符号の説明】

１０、２０ センタユニット １１ メモリ制御回路 １２ フィールドメモリ １３、２２、３２ 同期分離回路 １４、２７ 信号合成回路 １５、２８ 切換制御回路 ２１、２６、３１ クランプ回路 ２３、３３ 位相ロックループ ２４、３４ 同期信号発生回路 ２５、２９、３８ ドライバ ３０ 撮像ユニット ３５ ＣＣＤイメージセンサ ３６ ドライブ回路 ３７ 信号処理回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準レベルに対して互いに逆の極性を有
   する映像成分及び同期成分を含む映像信号に対して、上
   記基準レベルを所定の値に固定するクランプ回路におい
   て、上記映像信号をベースに受けてエミッタから上記映
   像信号に応答した信号を出力する第１のトランジスタ
   と、上記第１のトランジスタのエミッタに接続され、上
   記第１のトランジスタの出力信号の交流成分を取り出す
   第１のコンデンサと、ベースが上記コンデンサに接続さ
   れてエミッタから上記第１のコンデンサの電位変動に応
   答した信号を出力する第２のトランジスタと、ベースが
   上記第１のコンデンサに接続されてエミッタから上記第
   １のコンデンサの電位変動に応答した信号を出力する第
   ３のトランジスタと、上記第３のトランジスタのエミッ
   タに接続され、上記第３のトランジスタの出力信号の交
   流成分を取り出す第２のコンデンサと、上記第２のコン
   デンサを抵抗を介して充放電する電力源と、ベースが上
   記第２のコンデンサに接続されてエミッタから上記第１
   のコンデンサの電位変動に応答した信号を出力する第４
   のトランジスタと、ベースが上記第４のトランジスタの
   エミッタに接続されると共にエミッタに一定のクランプ
   電位が印加され、上記第４のトランジスタの出力信号に
   応答して上記第１のコンデンサの電位をクランプ電位に
   固定する第５のトランジスタと、を有することを特徴と
   するクランプ回路。