(57)【要約】【課題】同期分離回路を備えた映像機器において、ノイズに起因する直流分の増加により映像信号がレベル変動したとしても、それに追随する性能を向上させ、映像信号からの同期分離精度の向上を図る。【解決手段】映像機器１は、映像信号の電圧が所定値よりも低ければコンデンサ２１に充電し、高ければコンデンサ２１から放電することにより、映像信号に直流分を付加するクランプ回路２と、その直流分が付加された映像信号を閾値により弁別して同期信号を分離する同期分離回路３と、放電制御回路４とを備える。放電制御回路４は、水平同期信号の周期で映像信号の黒レベルを検出し、その検出した黒レベルと標準黒レベルとの偏差に基づき、コンデンサ２１による放電時定数を制御することにより映像信号への直流分付加量を制御する。これにより、ノイズに起因して映像信号の直流分が通常よりも増加したとしても、それに追随して同期信号を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号源から送出される映像信号の電圧が所定値よりも低ければコンデンサに充電し、高ければそのコンデンサから放電することにより、該映像信号に直流分を付加するクランプ回路と、
前記クランプ回路により直流分が付加された映像信号を閾値により弁別し、該映像信号から同期信号を分離する同期分離回路と、を備えた映像機器であって、
前記同期分離回路により分離される同期信号の周期に応じた検出タイミングで、前記映像信号源からの映像信号の黒レベルを検出する黒レベル検出回路と、
前記黒レベル検出回路により検出された黒レベルと、標準黒レベルとの偏差を算出する偏差算出回路と、
前記偏差算出回路により算出された偏差に基づいて、前記クランプ回路のコンデンサによる放電時定数を制御することにより、前記クランプ回路による直流分付加量を制御する放電制御回路と、を備え、
前記映像信号源からの映像信号にノイズが重畳されて該映像信号の直流分が通常よりも増加したとしても、前記放電制御回路が該映像信号への直流分付加量を制御することにより、前記同期分離回路が該映像信号から同期信号を分離することができるようにしたことを特徴とする映像機器。
【請求項２】
前記クランプ回路は、該クランプ回路のコンデンサの放電電流が流れる可変抵抗素子を有し、
前記放電制御回路は、前記可変抵抗素子の抵抗値を調整することにより、前記コンデンサの放電時定数を制御することを特徴とする請求項１に記載の映像機器。
【請求項３】
前記黒レベル検出回路は、前記映像信号源からの映像信号をＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して、その映像信号の黒レベルのデジタル値を検出し、
前記偏差算出回路は、前記黒レベル検出回路により検出されたデジタル値と、前記標準黒レベルのデジタル値との偏差を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号から同期信号を分離する同期分離回路を備えた映像機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な映像信号の波形を図３（ａ）（ｂ）に示す。同図（ａ）に示されるように、映像信号は、正極性の輝度信号と、負極性のパルスから成る水平・垂直同期信号（以下、同期信号という）とにより構成されている。水平同期信号は、水平走査のタイミングを計るための信号であり、１走査線分の輝度信号の区切りを示す。垂直同期信号は、垂直走査のタイミングを計るための信号であり、複数の走査線から成る１フレーム分の輝度信号の区切りを示す。垂直同期信号の周波数は水平同期信号よりも低い。映像信号において垂直同期信号が形成される垂直同期パルス期間の前後には、等化パルス期間が設けられている。
【０００３】
図３（ｂ）に示されるように、水平同期信号の負の波高値、すなわち、最低信号レベルは−３００［ｍＶ］であり、そのフロントポーチ及びバックポーチの信号レベルは略０［ｍＶ］である。この信号レベルはペデスタルレベルと呼ばれており、映像では黒色となる電圧、すなわち、黒レベルである。輝度信号の最高信号レベルは７００［ｍＶ］である。
【０００４】
上記映像信号を映像機器により再生して、映像をディスプレイ等に表示するためには、同期信号を分離し、その同期信号を基に水平及び垂直方向の走査タイミングを計る必要がある。そこで、同期信号の検出、分離機能を有する同期分離回路を備えた映像機器が知られている。
【０００５】
しかしながら、映像信号は、平均輝度レベルの急変、又は信号分配時又はロングケーブルによる信号伝送中等に生じ得るサグ等の歪みに起因して直流分が増加、変動して、信号レベルが盛り上がり、波打つことがある。このようなときには、同期信号を検出し難くなり、従って、同期が外れて画像の引きつり又は同期崩れが生じ、結果として、映像品質が低下することがある。
【０００６】
そこで、直流分の増加に起因して垂直同期信号の信号レベルが変動したとしても、垂直同期信号を検出できるようにした同期分離回路が知られている。この同期分離回路は、映像信号から同期信号を分離するトランジスタと、そのトランジスタの入力に並列接続された第１、第２時定数回路と、第２時定数回路に接続され、放電時定数を小さくするダイオードとを有し、水平同期信号成分は主として第１時定数回路を通過し、垂直同期信号成分は主として第２時定数回路及び上記ダイオードを通過する（例えば、特許文献１参照）。この同期分離回路においては、映像信号が直流分増加により波打ったとしても、垂直同期信号の検出に適した第２時定数回路により映像信号のレベル変動に追随して、垂直同期信号が検出される。しかしながら、第２時定数回路の時定数は固定であるので、映像信号のレベル変動への追随性能が低く、同期検出精度が低い。
【０００７】
そこで、垂直同期信号期間、すなわち、垂直同期信号のパルス幅に相当する期間にのみ動作して、放電時定数を小さくする回路を設けた同期分離回路が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、上記回路の動作だけでは、映像信号のレベル変動への追随性能の向上は限られている。そのため、さらに映像信号のレベル変動への追随性能を高めることが望まれ、また、垂直同期信号に限定されず、水平同期信号も含んだ同期信号の検出、分離精度の向上が望まれていた。
【０００８】
上記のように映像信号のレベル変動に対応可能な同期分離回路ではないが、映像信号が微弱であっても同期信号を分離できるようにした同期分離回路が知られている（例えば、特許文献３参照）。この同期分離回路は、同期信号期間中にコンデンサを充電してその電位を同期信号の負のピーク電圧とし、そのコンデンサの電位を分圧してコンパレータの閾値とし、その閾値により同期信号を分離するものである。上記閾値は、同期信号の負のピーク電圧と接地電位との間の電圧とされる。しかしながら、特許文献３に記載の技術においては、上記の要望を満たすことは困難である。
【０００９】
また、映像信号の電界強度が弱く、映像信号に高周波のノイズ成分が多く含まれるときの対策を施した同期分離回路において、正負が反転された映像信号中の同期信号のピーク電圧を放電回路により保持する第１同期分離回路と、この第１同期分離回路とは異なる放電時定数を有する第２同期分離回路とを設け、これら第１、第２同期分離回路の出力の論理和を演算するようにした同期分離回路が知られている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、特許文献４に記載の技術においては、上記の要望を満たすことは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭４９−９１２３号公報
【特許文献２】特開平１−１１４１６６号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５５１６７号公報
【特許文献４】特開平６−２６８８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、ノイズに起因した直流分増加による映像信号のレベル変動に追随する性能を高めて、映像信号からの同期分離精度の向上を図ることができる映像機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、映像信号源から送出される映像信号の電圧が所定値よりも低ければコンデンサに充電し、高ければそのコンデンサから放電することにより、該映像信号に直流分を付加するクランプ回路と、前記クランプ回路により直流分が付加された映像信号を閾値により弁別し、該映像信号から同期信号を分離する同期分離回路と、を備えた映像機器であって、前記同期分離回路により分離される同期信号の周期に応じた検出タイミングで、前記映像信号源からの映像信号の黒レベルを検出する黒レベル検出回路と、前記黒レベル検出回路により検出された黒レベルと、標準黒レベルとの偏差を算出する偏差算出回路と、前記偏差算出回路により算出された偏差に基づいて、前記クランプ回路のコンデンサによる放電時定数を制御することにより、前記クランプ回路による直流分付加量を制御する放電制御回路と、を備え、前記映像信号源からの映像信号にノイズが重畳されて該映像信号の直流分が通常よりも増加したとしても、前記放電制御回路が該映像信号への直流分付加量を制御することにより、前記同期分離回路が該映像信号から同期信号を分離することができるようにしたものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の映像機器において、前記クランプ回路は、該クランプ回路のコンデンサの放電電流が流れる可変抵抗素子を有し、前記放電制御回路は、前記可変抵抗素子の抵抗値を調整することにより、前記コンデンサの放電時定数を制御するものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の映像機器において、前記黒レベル検出回路は、前記映像信号源からの映像信号をＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して、その映像信号の黒レベルのデジタル値を検出し、前記偏差算出回路は、前記黒レベル検出回路により検出されたデジタル値と、前記標準黒レベルのデジタル値との偏差を算出するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、周期的に映像信号の黒レベルが検出され、その検出した黒レベルと標準黒レベルとの偏差に基づいて映像信号への直流分付加量が制御されるので、ノイズに起因して映像信号の直流分が通常よりも増加したとしても、その増加量に応じて直流分付加量を制御することができ、映像信号中の同期信号のレベルを同期分離回路の閾値以下にすることができる。従って、映像信号のレベル変動への追随性能が高まり、このため、映像信号からの同期分離精度が向上する。その結果、同期外れによる画像の引きつりと同期崩れとを防ぐことができ、映像品質の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、放電時定数を簡単な構成で制御することができる。しかも、放電時定数を細かく制御することができ、このため、映像信号への直流分付加量を細かく制御することができ、従って、映像信号からの同期信号の分離精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る映像機器の電気的ブロック図。
【図２】直流分が増加して信号レベルが変動した映像信号波形を示す図。
【図３】（ａ）は映像信号波形を示す図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る映像機器について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の映像機器の回路構成と、各部における映像信号波形とを示す。同図においては、映像信号波形のうち、輝度信号とその前後の水平同期信号の波形のみを示す。本実施形態の映像機器１は、映像信号源から送出される映像信号に直流分を付加し、映像信号を０［Ｖ］以上にクランプするクランプ回路２と、クランプ回路２により直流分が付加された映像信号を閾値により弁別し、映像信号から同期信号を分離する同期分離回路３とを備える。クランプ回路２は、映像信号の伝送路（以下、信号伝送路という）に直列に配設されたコンデンサ２１を有し、映像信号の電圧が所定の基準電圧Ｖ１（所定値）よりも低ければコンデンサ２１に充電し、高ければコンデンサ２１から放電することにより、映像信号に直流分を付加する。この直流分付加により映像信号は同期分離回路３による同期分離に適した信号レベルとされる。
【００１９】
映像機器１は、コンデンサ２１による放電時定数を制御することにより、クランプ回路２による直流分付加量を制御する放電制御回路４（黒レベル検出回路、偏差算出回路、放電制御回路）と、映像信号源からの映像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器５と、Ａ／Ｄ変換器５の入力ダイナミックレンジに映像信号内の輝度信号の振幅が収まるように映像信号をクランプするクランプ回路６とをさらに備える。放電制御回路４は、映像信号の直流分がノイズ等により通常よりも増加したとしても、映像信号への直流分付加量を制御することにより、同期分離回路３による同期分離を可能とする。
【００２０】
クランプ回路２は、入力側にコンデンサ２１が直列接続された帰還回路２２を有する。帰還回路２２は、オペアンプ２３と、オペアンプ２３の出力を一方向に制限するダイオード２４とを有し、オペアンプ２３の出力がクランプ電流制御用の可変抵抗素子（以下、可変抵抗という）２５を介してオペアンプ２３のマイナス入力端子２３ａ（以下、入力端子２３ａという）に帰還入力されるように構成されている。マイナス入力端子２３ａには映像信号がコンデンサ２１を介して入力され、オペアンプ２３のプラス入力端子２３ｂ（以下、入力端子２３ｂという）には抵抗素子２６を介して基準電圧Ｖ１が入力されている。
【００２１】
また、クランプ回路２は、コンデンサ２１の放電電流が流れる可変抵抗２７と、リーク電流制御用の可変抵抗２８とを有する。可変抵抗２７、２８は、信号伝送路においてコンデンサ２１よりも下流側に配置され、互いに並列に接続され、かつ、コンデンサ２１とも並列に接続されて接地されている。これらは、同じ可変抵抗により構成されていてもよい。
【００２２】
クランプ回路２においては、映像信号の電圧（入力端子２３ａの電圧）が基準電圧Ｖ１（入力端子２３ｂの電圧）より低くなったときにのみ、帰還回路２２が帰還動作する。これは、オペアンプ２３の出力端子２３ｃの電位が入力端子２３ａのそれよりも高くなり、ダイオード２４が導通状態となるからである。上記帰還動作により、図中ａ点の電位（入力端子２３ａの電位）は基準電圧Ｖ１と略等しくされる。他方、映像信号の電圧が基準電圧Ｖ１よりも高いときには、入力端子２３ａと出力端子２３ｃとの電位差の関係に起因してダイオード２４が非導通状態となり、帰還回路２２は帰還動作せず、図中ａ点の電位は映像信号の電圧となる。すなわち、クランプ回路２は、図中ａ点の最低電位を基準電圧Ｖ１にクランプして、電位を基準電圧Ｖ１以上とする。
【００２３】
コンデンサ２１は、基準電圧Ｖ１と同期信号の最低信号レベル、すなわち、負極性パルスの先端レベルとの電位差だけ充電される。この充電は、同期信号期間、すなわち、同期信号のパルス幅に相当する期間にのみ、電流が帰還して行われる（実線矢印で示す）。同期信号期間外では、コンデンサ２１は放電して、放電電流が可変抵抗２７、２８に流れ（破線矢印で示す）、放電分だけ映像信号の電圧が底上げされ、オフセットされる。このようにして、コンデンサ２１により、映像信号全体が正極性方向にオフセットされ、すなわち、直流分が付加されて、映像信号の底部、すなわち、同期信号の最低信号レベルが基準電圧Ｖ１と略等しい値にクランプされる。
【００２４】
同期分離回路３は、映像信号から水平・垂直同期信号を分離するコンパレータ回路３１と、コンパレータ回路３１により分離された水平・垂直同期信号から垂直同期信号を分離する垂直同期分離回路３２と、コンパレータ回路３１により分離された水平・垂直同期信号から水平同期信号を分離する水平同期分離回路３３とを有する。
【００２５】
コンパレータ回路３１は、電源電圧Ｖ２が印加されてそれを分圧する可変抵抗３４と、可変抵抗３４で分圧されたシンクスライスレベル、すなわち、閾値を基準に映像信号を２値化することにより同期信号を抽出するオペアンプ３５とを有する。オペアンプ３５のマイナス入力端子３５ａに閾値の電圧が入力され、プラス入力端子３５ｂに映像信号が入力されている。水平同期分離回路３３はＰＬＬ回路により構成することができる。
【００２６】
クランプ回路２と同期分離回路３との間には、高周波ノイズをカットするためのローパスフィルタ７が挿入されている。ローパスフィルタ７は信号伝送路に直列に配置された可変抵抗７１と、並列に配置され接地されたコンデンサ７２とにより構成される。
【００２７】
放電制御回路４は、水平同期分離回路３３により分離された水平同期信号の周期に応じた検出タイミング、すなわち、水平同期信号と略同じ周期で、映像信号源から送出される映像信号の黒レベルを検出する。映像信号の信号レベルは、水平同期信号のフロントポーチ及びバックポーチで黒レベルとなるので、水平同期信号の周期でもって水平同期信号のフロントポーチ又はバックポーチの信号レベルを検出することにより、黒レベルが検出される。黒レベルは、Ａ／Ｄ変換器５によりＡ／Ｄ変換されたデジタル値でもって検出される。
【００２８】
また、放電制御回路４は、検出した黒レベルのデジタル値と、予め記憶している標準黒レベルのデジタル値との偏差を算出し、その偏差に基づいて、可変抵抗２８の抵抗値を調整して、コンデンサ２１による放電時定数を制御する。この制御においては、例えば、黒レベルの増加に応じて可変抵抗２８の抵抗値が低減され、時定数が小さくされ、放電が促される。このような制御により、クランプ回路２による直流分付加量が制御され、例えば、映像信号源からの映像信号にノイズが重畳されて映像信号の直流分が通常よりも増加したときには、放電の促進により直流分付加量が低減される。可変抵抗２８の抵抗値調整は黒レベル検出の度に行われる。放電制御回路４は、標準黒レベルを記憶させたメモリを有するマイクロプロセッサにより構成することができる。標準黒レベルは、映像信号にノイズが重畳されていないときの黒レベルの正常値である。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器５には、映像信号源からクランプ回路２へ向かう映像信号が分配されて入力される。Ａ／Ｄ変換器５は、その映像信号をＡ／Ｄ変換して画像処理回路に出力する回路であり、放電制御回路４により映像信号の黒レベル検出のため流用される。
【００３０】
クランプ回路６は、信号伝送路に直列に配置されたコンデンサ６１と、コンデンサ６１の下流側の信号伝送路に並列接続され、クランプ用電圧Ｖ３の印加をオン／オフするスイッチ回路６２とを有する。スイッチ回路６２は、水平同期信号のパルス幅に対応した水平同期信号期間にオンし、他の期間にはオフする。スイッチ回路６２がオンすると、コンデンサ６１は充電され、スイッチ回路６２がオフすると、コンデンサ６１から放電される。これにより、映像信号に直流分が付加され、映像信号の黒レベルがＡ／Ｄ変換器５のダイナミックレンジの下限値と略等しくなるまでオフセットされ、そのレベルでクランプされる。
【００３１】
上記のように構成された映像機器１においては、クランプ回路２により映像信号に直流分が付加されて、映像信号が同期分離回路３による同期分離に適したレベルにまでオフセットされ、放電制御回路４により、水平同期信号と略同じ周期で、その映像信号の黒レベルが検出され、その検出した黒レベルと標準黒レベルとの偏差に基づき、上述の映像信号への直流分付加量が制御される。これにより、ノイズに起因する直流分増加により映像信号の信号レベルが変動したとしても、映像信号中の同期信号のレベルを同期分離回路３の閾値以下にすることができる。
【００３２】
例えば、図２に示すように、映像信号の直流分がノイズに起因して増加したとき、仮に、通常時と同様に、基準電圧Ｖ１と通常時の同期信号の最低信号レベルとの電位差に略等しい分だけ、コンデンサ２１の放電により映像信号に直流分を付加すれば、映像信号中の同期信号の信号レベルが同期分離回路３の閾値よりも高くなり、同期分離回路３が同期信号を検出できない虞がある。しかしながら、本実施形態においては、ノイズによる映像信号の直流分増加量に応じて可変抵抗２８の抵抗値が調整され、コンデンサ２１による放電の時定数が小さくされて放電が早められ、これにより、映像信号への直流分付加量が減るので、映像信号中の同期信号のレベルは同期分離回路３の閾値以下になる。従って、映像信号のレベル変動への追随性能が向上し、このため、映像信号からの同期分離精度が向上する。その結果、同期外れによる画像の引きつりと同期崩れとを防ぐことができ、映像品質の向上を図ることができる。ここで、追随性能には、同期信号を検出し損ねた後に再検出するまでの期間を短縮する性能も含む。
【００３３】
また、可変抵抗２８の抵抗値調整により放電時定数が制御されるので、制御を簡単な構成で行うことができる。しかも、放電時定数を細かく制御することができ、従って、映像信号への直流分付加量を細かく制御することができる。このため、映像信号からの同期信号の分離精度が向上する。
【００３４】
また、映像信号の黒レベルと標準黒レベルとの偏差算出には、Ａ／Ｄ変換器５によりＡ／Ｄ変換されて画像処理に用いられる映像信号のデジタル値が流用されるので、上記偏差算出用のプログラムを放電制御回路４のマイクロプロセッサに格納すればよい。アナログ値の場合には、上記偏差を算出するアナログ回路が別途必要となるが、本実施形態では不要なので、機器の小型化を図ることができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、放電制御回路４により映像信号の黒レベルとして検知される信号レベルは、ペデスタルレベルではなく、セットアップレベルであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  映像機器
２  クランプ回路
２１  コンデンサ
２８  可変抵抗（可変抵抗素子）
３  同期分離回路
４  放電制御回路（黒レベル検出回路及び偏差算出回路も構成）
５  Ａ／Ｄ変換器
【図１】
2011146997.tif 000003
【図２】
2011146997.tif 000004
【図３】
2011146997.tif 000005