专利名称：摄像装置、相位控制方法以及同步确立方法
技术领域：
本发明涉及通过光纤电缆连接的摄像装置，尤其涉及摄像装置、摄像装置的相位控制方法以及摄像装置的同步确立方法。
背景技术：
以前，为了安全对策等目的，具有例如在企业大厦和一般家庭住宅等内设置1或2台以上的摄像机、由操作人员监视监视器中放映出的图像的监视系统等各种摄像系统(摄像装置)。
在上述监视系统等摄像装置中具备网络，用于传送由摄像机摄像生成的图像信号等数据，将图像从摄像机传送给监视器(例如，参考专利文献1)。此外，与本发明相关的有以下技术文献信息。
专利文献1特开平7-212748号公报发明内容但是，摄像装置中的网络是手动设置多芯电缆的连接，很复杂，如果传送信号多为模拟信号，则在长距离传送图像信号时，信号会变差，难以在远离摄像机的地方设置的监视器中鲜明地显示图像。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能通过光纤电缆传送图像的新型改良的摄像装置、相位控制方法以及同步确立方法。
为了解决上述课题，根据本发明的第一观点，提供一种摄像装置，通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置。上述摄像装置的特征在于，至少一个摄像机装置具有第一相位控制部，对从上述信号处理装置发送的同步信号和在该摄像机装置内部生成的内部信号进行相位比较，进行控制以使上述内部信号的相位与上述同步信号的相位同步；图像同步信号生成部，从上述信号处理装置发送的同步信号的相位同步的上述内部信号，生成作为上述图像信号的同步信号的图像同步信号；以及信号发送部，通过连接电缆发送至少包含图像同步信号的图像信号或不包含图像同步信号的图像信号，信号处理装置具有第二相位控制部，对上述图像同步信号和由上述信号处理装置发送的上述同步信号进行相位比较，并进行控制以使上述图像同步信号的相位与上述同步信号的相位同步。
根据本发明，通过摄像机装置和信号处理装置双方将经连接电缆收发的信号相位控制成同步。根据这种构成，即使由于连接电缆产生传送延迟，也能将从摄像机装置发送的图像信号没有相位差地传送给信号处理装置。
图像同步信号也可以构成为水平同步信号。根据该构成，因为可以没有相位差地控制图像同步信号中的一个同步信号，所以能有效地实现相位的同步控制处理。
连接电缆的特征在于是光纤电缆。根据该结构，即使摄像机装置和信号处理相隔距离配置得远，也能迅速地传送图像信号等。
也可以构成为信号发送部具有对至少包含图像同步信号的图像信号进行多路复用的多路复用部。
也可以构成为多路复用部对图像信号和图像同步信号进行多路复用以能够通过光纤电缆而发送。
同步信号也可以构成为与从外部装置发送的外部同步信号的相位同步。根据该构成，可以定时地对来自外部装置的图像进行切换等控制。
也可以构成为第二相位控制部输出和外部装置发送的外部同步信号相位同步的第二传送同步信号。根据该构成，第二传送同步信号的相位和图像信号的相位同步，因此，可以与图像信号相位一致地定时切换从信号处理装置侧发出的指示信号。
信号处理装置也可以具有信号发送部，通过连接电缆发送第二发送同步信号。
图像同步信号可以是水平同步信号或基于该水平同步信号生成的水平基准信号中的至少一方或双方。
为了解决上述问题，根据本发明的另一个观点，提供一种摄像装置，通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置。上述摄像装置的特征在于，至少一个摄像机装置具有第一同步信号发送部，为了能够通过上述信号处理装置接收由上述摄像机装置发送的信号，通过上述连接电缆将第一同步信号发送给上述信号处理装置；第一同步确立判断部，判定从上述信号处理装置发送的信号是否为用于使由上述信号处理装置发送的信号能够通过上述摄像机装置而被接收的第二同步信号，并且在是第二同步信号的情况下，判断为确立了从上述信号处理装置到摄像机装置的同步，信号处理装置具有第二同步确立判断部，判定从上述摄像机装置发送的信号是否为上述第一同步信号，并且在是第一同步信号的情况下，判断为确立了从上述摄像机装置到信号处理装置的同步；第二同步信号发送部，通过上述连接电缆将上述第二同步信号发送给上述摄像机装置。自动地确立摄像机装置和信号处理装置的同步。
根据本发明，通过摄像机装置或信号处理装置中具有的同步确立判断部，确立从摄像机装置到信号处理装置的同步和从信号处理装置到摄像机装置的同步。根据该构成，自动地确立同步，因此，不需要在双方装置间为了同步而进行特殊处理。
同步信号发送部也可以构成为通过扰乱同步或接入电源来发送同步信号。根据这种构成，在由于外部干扰而扰乱同步时、或接入摄像装置的电源时，自动地确立同步，因此，总能保持可传送信号的状态。连接电缆可以是光纤电缆。
为了解决上述课题，根据本发明的另一个观点，提供一种摄像装置的相位控制方法，所述摄像装置中通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置。上述相位控制方法的特征在于，至少一个摄像机装置对从上述信号处理装置发送的同步信号和在该摄像机装置内部生成的内部信号进行相位比较，将上述内部信号的相位控制成与上述同步信号的相位同步；基于与上述同步信号相位同步的上述内部信号，生成作为上述图像信号的同步信号的图像同步信号；通过连接电缆发送至少包含图像同步信号的图像信号；上述信号处理装置对上述图像同步信号和上述同步信号进行相位比较；将上述图像同步信号的相位控制成与上述同步信号的相位同步。
图像同步信号可以是水平同步信号，连接电缆可以是光纤电缆。
摄像机装置也可以构成为至少对图像信号进行多路复用，同步信号和外部装置发送的外部同步信号的相位是同步的。
信号处理装置也可以构成为输出与外部装置发送的外部同步信号的相位同步的第二传送同步信号。
为了解决上述课题，根据本发明的另一个观点，提供一种摄像装置的同步确立方法，所述摄像装置中通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置。上述同步确立方法为了可通过信号处理装置接收摄像机装置发送的信号，通过连接电缆将第一同步信号从相应摄像机装置侧发送到信号处理中，判定从上述摄像机装置发送的信号是否为上述第一同步信号，并且在是第一同步信号的情况下，判断为确立了从上述摄像机装置到信号处理装置的同步，为了能通过摄像机装置接收信号处理装置发送的信号，通过连接电缆将第二同步信号从相应的信号处理装置侧发送到摄像机装置中，判定信号处理装置发送的信号是否为第二同步信号，如果是第二同步信号，则判断为从信号处理装置到摄像机装置的同步确立。
第一同步信号或第二同步信号可以通过扰乱同步或接入电源来发送，连接电缆可以是光纤电缆。
为了解决上述课题，根据本发明的另一个观点，提供一种具备连接电缆的摄像装置，所述连接电缆连接拍摄被摄体的1或2个以上摄像机装置和接收摄像机装置发出的图像信号的信号处理装置。上述摄像装置的特征在于，上述至少一个摄像机装置具有第一相位控制部，对上述信号处理装置经连接电缆发送信号的第一发送同步信号和该摄像机装置经连接电缆发送的第二发送同步信号进行相位比较，控制成使上述第二发送同步信号的相位和上述第一发送同步信号的相位同步；图像同步信号生成部，基于和上述第一发送同步信号的相位同步的上述第二发送同步信号，生成作为上述图像信号的同步信号的图像同步信号；信号发送部，经上述连接电缆发送至少包含上述图像同步信号的上述图像信号，上述信号处理装置具有第二相位控制部，对上述图像同步信号和同步信号进行相位比较，控制成使上述图像同步信号的移送和上述同步信号的相位同步，输出上述第一发送同步信号。
如上所述，根据本发明，可以在连接光纤电缆的摄像装置中进行同步处理，至少可以高品质地远距离传送高画质的图像信号。
图1是根据本实施例的摄像装置的概要结构方框图；图2是现有的摄像装置的概要结构方框图；图3是概要示出根据本实施例的摄像装置的光信号传送的说明图；图4是概要示出根据本实施例的摄像装置的同步确立处理操作的说明图；图5是根据概要示出根据本实施例的摄像装置中同步确立处理的流程图；图6概要说明了和根据本实施例的摄像装置的传送路径等效的等效电路；图7是根据本实施例的外部同步时的摄像装置的概要结构方框图；图8是根据本实施例的相位控制处理的概要处理流程图；图9概要说明了根据本实施例的摄像机装置中多路复用处理；图10是根据本实施例的摄像装置中多路复用处理的操作时间图；
图11概要说明了控制根据本实施例的摄像机装置电源的遥控处理。
具体实施例方式
以下，参考附图详细说明本发明的最佳实施例。在以下说明和附图中，大致具有相同功能和结构的构成要素用相同符号表示，重复说明从略。
首先，参考图1说明根据本实施例的摄像装置100。图1是根据本实施例的摄像装置100的概要结构方框图。
如图1所示，摄像装置100由摄像机装置101、信号处理装置102、遥控器103和光纤电缆105构成。根据本实施例的摄像装置100中，也可以包括多个摄像机装置101、信号处理装置102和遥控器103。
摄像机装置101拍摄被摄体，对生成的图像信号实施多路复用等处理，通过光纤电缆105发送给信号处理装置102。信号处理装置102对多路复用后的图像信号进行分离处理等，将图像信号输出到显示器等显示装置(未图示)中。遥控器103远程操作摄像机装置101等进行摇摄、俯仰移动、变焦等处理。本实施例的信号处理装置102例如相当于中继装置等，为了进一步中继所接收的图像信号，也可以发送到其它信号处理装置102中。
摄像机装置101具有镜头201；控制镜头201等各个部件的控制部203；用于拍摄被摄体的摄像元件和包含图像信号处理系统电路等的摄像部205；多路复用部(多路复用器)207；将信号从并行信号变换为串行信号的变换部209；通过光纤电缆发送作为光信号的信号的光发送接收部211；控制摄像机装置101的摄像方向等的旋转台213；和电源部215。例如，根据本实施例的变换部209可以是SERDES(串行器·解串器)等。
根据本实施例的摄像机装置101至少可以是能够通过光纤电缆105发送接收信号的摄像机，例如，摄像机装置101可以是监视摄像机，远程监视摄像机，数字照相机，数字摄像机，带数字照相机功能的便携电话，或者带数字摄像机功能的便携电话等。
摄像部205输出经由镜头201拍摄被摄体的图像，作为成为图像信号的Y信号和C信号的各8位数字数据。
控制部203控制用于调整光圈或快门速度等的镜头201和用于进行亮度补偿及将图像信号编码为数字信号等的摄像机信号处理部(未图示)。上述控制部203例如相当于微型计算机等。
以IC为主构成的变换部209将输入信号从并行变换为串行信号，或者将输入信号从串行变换为并行信号。下面将详细说明。
光发送接收部211在输入信号是电信号时，将其变换为光信号，在输入信号是光信号时，将其变换为电信号输出。根据本实施例的光发送接收部211例如可以是SFP(小波形因数可插拔)模块等。
这里，所谓SFP模块是通信行业中的一种标准化的规格，是上述SFP中处理后的激光传输器模块。SFP模块是可通过专用的20针连接器与基板连接的可插拔模块。在上述SFP模块中，通信速度、激光波长或光连接器等可以有多种替换形式。例如，SFP模块可以是带LC型光连接器、通信速度为2.5Gbps、激光波长为850um、多模式光纤用的SFP模块形式等。
旋转台213具有控制旋转台213的旋转台控制部(未图示)，使旋转台213在上下左右方向上旋转。旋转台控制部受控制部203控制。
接着，信号处理装置102具有光发送接收部251，变换部253，分离部255，输出部257，外部同步处理部259，控制各部件的控制部261和向信号处理装置102供电的电源部263。光发送接收部251和变换部253和摄像机装置101中具备的变换部209、光发送接收部211大致相同。
分离部255相当于去多路复用器等，将可从摄像机装置101输入的多路复用后的图像信号和同步信号等分离成各自的信号。也将数字化后的图像信号解调成模拟的图像信号等。输出部257将数字化后的图像信号、模拟化后的图像信号或图像同步信号等同步信号输出给显示装置等外部装置。
外部同步处理部259接收自转接开关等外部装置发出的外部同步信号，对上述外部同步信号和作为从摄像机装置101输入的水平同步信号HD或垂直同步信号VD的图像同步信号的相位进行锁定处理。详细描述见下文。
控制部261例如相当于控制各个部件执行的处理的微计算机等。接收用于进行通过遥控器103的摄像机装置101的曝光调整和白平衡设定等远程操作的控制信号。
在根据本实施例的信号处理装置102中，即使具有多路复用部(多路复用器)等也能实施，因此，可以将遥控器103发出的控制信号等多路复用并发送给摄像机装置101。
在根据本实施例的摄像机装置101中，即使具有分离部(去多路复用器)也能实施，因此，可以接收从信号处理装置102发出的多路复用后的控制信号或指示信号等。
接着，光纤电缆105(10Sa，105b)可以使用适合光发送接收部211和光发送接收部251的各种电缆。在本实施例中，例如，在两端使用DuplexLC型的带光连接器的多模式2芯光纤电缆等。
下面，参考图2说明现有的摄像装置200。图2是根据现有技术的摄像装置200的概要结构方框图。
首先，在现有的摄像装置200中，为了传送远离摄像机装置301的图像信号或通过遥控器操作摄像机装置301，由于要发送接收多个信号等，所以很复杂，需要很多布线。
如图2所示，例如，作为需要从摄像机装置301向摄像机电源部305发送的某个信号，为图像信号或图像同步信号等同步信号，而作为需要从摄像机电源部305向摄像机装置301发送的某个信号，是外部同步信号，还有摄像机装置301用的电源等。
在上述摄像机装置301和摄像机电源部310之间，收发多个信号，用于提供电源的多芯电缆305连接在上述摄像机装置301和摄像机电源部310之间。
如图2所示，在摄像机装置301和遥控器303之间连接用于收发信号的遥控器专用通信电缆315，在控制旋转台或镜头的控制部312和旋转台413之间，连接用于收发控制旋转台用的旋转台控制信号等的旋转台专用通信电缆317。
因此，例如在将通过摄像机装置301拍摄的图像信号等向数百米以外发送时，上述多芯电缆305、通信电缆315和通信电缆317这3根长多芯电缆需要连接起来。
如上所述，在现有的摄像装置200中，连接长的多芯电缆时，电缆连接很复杂，为了抑制电源电压下降和信号变差，由于上述多芯电缆等的外形又大又重，因此，电缆的设置施工等要手工处理。
在现有的摄像装置200中，使用长的多芯电缆，上述多芯电缆成本高，传送信号是模拟信号，从而不能忽略特别是图像信号等因长距离传送而引起的信号变差(频率特性变差，来自并行的其他电缆的感应噪音等)。
下面，因为用对应于每个要收发的信号的专用线进行传送，所以，需要在变更·追加信号时变更电缆的方式本身。因此，通用性和扩展性欠佳，而且，延长电缆容易使不必要的辐射恶化。
将转接开关等外部装置发出的外部同步信号输入到摄像机电源部310等中实现同步时，在不必要辐射等方面，用PLL(锁相环)构成整个摄像装置是很困难的，作为在摄像机装置301内实现PLL的结构，为了通过电缆等收发信号时的传送路径的信号延迟，必须调整锁定相位。
下面，参考图3说明根据本实施例的摄像装置100中光信号的传送。图3概要说明了根据本实施例的摄像装置100的光信号的传送。
如图3所示，摄像装置100的光信号的收发全是双路的，即从摄像机装置101对信号处理装置102发送接收、从摄像机装置101对信号处理装置102发送接收这2个方向。
如图3所示，在双方用光纤电缆105连接的摄像机装置101和信号处理装置102中，分别具有变换部(变换部209，变换部253)和光发送接收部(光发送接收部211，光发送接收部251)。
上述变换部209和变换部253分为输入多路复用的16位(比特)信号的输入侧和输出对上述光信号进行电变换后的由16位组成的信号的输出侧。
在上述输入侧，具有位变换部451(451a，451b)和并行串行变换部453(453a，453b)，在输出侧具有位变换部457(457a，457b)和串行并行变换部455(455a，455b)。
位变换部451将并行的输入信号(16位)分割为由8位组成的2个信号，将每个8位信号变换为10位信号(8位/10位变换)。8位/10位变换例如是IEEE1394等中使用的编码方式。位变换部457进行与位变换部451相反的处理，即，将由10位组成的信号变换成8位。
并行串行变换部453将上述各10位组成的合计20位的并行信号进行串行化后输出。串行并行变换部455将光发送接收部211发送的各个10位组成的20位串行输入信号进行并行化后输出。
在光发送接收部211和光发送接收部251中，具有光发送部471(471a，471b)和光接收部473(473a，473b)。光发送部471将串行化后的电信号变换成光信号，通过光纤电缆105a发送该光信号。光接收部473通过光纤电缆105接收光信号，对该光信号电变换后输出电信号。
下面，在说明经光纤电缆105a从摄像机装置101向信号处理装置102以全2路传送方式进行数据传送时，首先，在摄像机装置101侧的变换部209中图像信号等被多路复用的并行信号输入到并行输入端口中，接着，通过位变换部451a进行8B(位)/10B(位)变换的编码处理，通过并行串行变换部453a从并行信号变换为串行信号并输出。
通过光发送部471a对来自并行串行变换部453a的串行信号进行光变换，经光纤电缆105a发送光信号。
接着，在信号处理装置102侧，首先，光接收部473b接收从上述摄像机装置101侧发送的光信号，输出从光信号经电变换得到的电信号。输出的电信号输入到变换部209的串行输入端口中。
串行化后的输入信号通过串行并行变换部455b从串行信号变换为并行信号，再通过位变换部457b进行10B/8B变换。变换时，输出分别由8位组成的16位的输出信号。以上，处理了经光纤电缆105的数据传送。对于从信号处理装置102向摄像机装置101的数据传送，通过和上述说明的从摄像机装置101向信号处理装置102的数据传送相反的过程，通过另一光纤电缆105b进行。
下面，参考图4，说明根据本实施例的WORD同步的摄像装置100的概要结构。图4概要说明了根据本实施例的摄像装置中同步确立处理的操作。
在摄像机装置101和信号处理装置102之间通过光纤电缆105收发信号时，如上所述，经光纤电缆105收发的信号都是20位/WORD的串行信号，但因为不包含收发用的同步信号，所以不在收发侧进行同步，即使在发送侧原样发送信号，也不能在接收侧正常接收信号。
因此，在接收侧，因为不能把握所发送的位流的WORD的界限(边界位置)，所以需要在发送侧和接收侧都确立WORD同步。例如，WORD意味着以20位为单位的位串等。在以后的说明中，尽管使用WORD，但不限于这种用语。
如图4所示，在摄像装置100中，在摄像机装置101侧，具有生成用于许可生成COMMA信号的有效信号的有效信号生成电路501和变换部209。在信号处理装置102侧具有变换部253。
此外，上述COMMA信号是用于使摄像机装置101和信号处理装置102双方取得WORD同步的同步信号，是由WORD同步用的特别位串组成的同步信号(或同步确立信号)。
在变换部209和变换部253中具有信号发送部503(503a，503b)和同步确立部505(505a，505b)。
信号发送部503a具有输出COMMA信号等两种信号中的任何一种信号的切换功能。在从有效信号生成电路501接收有效信号时(low状态)，信号发送部503a生成COMMA信号，并输出COMMA信号，但不接收有效信号而接收正常数据(例如16位的信号)时(high状态)，原样输出16位或20位的输入信号。
信号发送部503b的构成和上述信号发送部503b大致相同，不同之处在于输入的有效信号的发送源是同步确立部505b。
同步确立部505(505a，505b)判定经光纤电缆105接收的数据，在为正常数据时变为high。在判定的结果为COMMA信号等异常信号的情况下，输出为low的有效信号。结果，通过同步确立部505判定出从发送侧发送的信号是COMMA信号，确立了从发送侧向接收侧发送数据时的WORD同步。
下面，参考图5说明根据本实施例的WORD同步的确立处理。图5是根据本实施例的同步确立处理的概要流程图。
首先，作为确立WORD同步的场面，可以示例由于摄像装置100的一部分或整个电源加上之后等或WORD同步确立后因某原因而使WORD同步被断开时的情况。上述情况下，通过从发送侧输出上述COMMA信号，接收侧可以确立WORD同步，可以正常传送数据和再现时钟。
通常，在通过计算机网络等进行的数据传送中断时，由于中断是间歇发生的，因此，每次在传送开始时，需要和生成COMMA信号的发送目标取得WORD同步。
另一方面，在根据本实施例的摄像装置100中，为了传送不绝对连续的图像信号等数据，在接通摄像装置100的电源后，仅一次就生成COMMA信号，通过双方收发COMMA信号来确立WORD同步。
因此，确立WORD同步时，首先，如图5所示，当接入摄像装置100的电源时，在摄像机装置101内生成系统重置信号(S1001)。
当接通电源时，如图4所示，产生一定时间的系统重置信号，通过或非(NOR)门3和或非门2使有效信号生成电路501和变换部209的端子在一定时间变成low，从而从有效信号生成电路501输出有效信号。
接收有效信号时，信号发送部503a生成COMMA信号。如上述说明的，生成的上述COMMA信号执行10B/8B变换等规定的处理，通过光纤电缆105a发送出去(S1003)。
接着，信号处理装置102侧的变换部253接收从上述摄像机装置101侧发送的COMMA信号(S1005)，输出给同步确立部505b。同步确立部505b判定是否为上述COMMA信号(S1007)，如果是COMMA信号，则作为有效信号从输出端输出low。
通过从同步确立部505b输出有效信号，同步确立部505b可以确立从摄像机装置101侧到信号处理装置102侧的同步(S1009)。
接着，与同步确立部505b连接的信号发送部503b的输入端子也变为low，因此，接收有效信号。从而，信号发送部503b也生成COMMA信号。生成的COMMA信号从信号处理装置102发送给摄像机装置(S1011)。
接着，摄像机装置101侧的变换部209接收从上述信号处理装置102侧发送的COMMA信号(S1013)，输出到同步确立部505a中。同步确立部505a判定是否为上述COMMA信号(S1015)，如果是COMMA信号，则作为有效信号从输出端子输出low。
通过从同步确立部505a输出有效信号，同步确立部505a确立从摄像机装置101侧到信号处理装置102侧的同步(S1017)。
如上所述，摄像机装置101和信号处理装置102双方的信号发送部503变成相互发送COMMA信号的状态，因此，可以确立摄像机装置101和信号处理装置102双方的WORD同步。该状态通过系统重置信号的生成结束而转移为通常的数据传送状态。
下面，对由于干扰等WORD同步被断开而不能维持通常的数据传送状态时的自动确立WORD同步的自动还原操作进行说明，图4所示的图像同步信号的水平同步信号HD是摄像机装置101电源接通期间总是以一定周期产生的负脉冲。
从摄像机装置101到信号处理装置102或者从信号处理装置102到摄像机装置101之间的数据传送过程中，无论在哪个地方扰乱WORD同步时，如上所述，摄像机装置101或信号处理装置102的同步确立部505的输出端子变为low，从同步确立部505输出有效信号。
因此，摄像机装置101的同步确立部505a向有效信号生成电路501输出有效信号时，输入到有效信号生成电路501中的HD脉冲变为low时，通过或非门1和或非门2，仅在上述low状态期间摄像机装置101侧的信号发送部503a的输入端子变为low，因此，产生和以上说明的生成系统重置信号时一样的操作，自动通过摄像机装置101和信号处理装置102双方恢复WORD同步。
因此，在接入电源时的摄像装置100起动时，一旦确立WORD同步，不管由于任何故障等而扰乱了同步，都能自动恢复WORD同步，可以总是稳定地在摄像机装置101和信号处理装置102间进行全两路光纤传送。
在摄像装置100稳定地进行操作的状态下，摄像机装置101侧或信号处理装置102侧各自的发送侧输入端口和接收侧输出端口的各位(也包含时钟)是通过延迟线彼此连接的传送系统。因此，和图5所示发生延迟的传送路径的状态是等效的。图6是和根据本实施例的摄像装置100的传送路径等效的等效电路的概要说明图。
图6所示的传送路径的系统回路示出了从摄像机装置101到信号处理装置的传送路径和从信号处理装置102到摄像机装置101的传送路径分别使用16条+1条时钟用传送路径延迟线连接的状态。
接着，参考图7，说明根据本实施例进行外部同步时的摄像装置100的结构。图7是根据本实施例进行外部同步时摄像装置100的概要结构方框图。
根据本实施例的外部同步不用示波器对从摄像机装置101经光纤电缆105长距离传送的图像同步信号的相位和从外部输入到信号处理装置102中的外部同步信号的相位进行手动相位调整等，而是使相位自动锁定。此外，不限于上述例子，例如，在将图像同步信号的相位锁定为在信号处理装置102内振荡的内部同步信号的相位时也能实施。
如图7所示，外部同步时的摄像装置100具有同步信号生成部602，输出信号SYNC(图像同步信号)和信号HREF(水平基准信号)；变换部209和变换部253；光发送接收部211和光发送接收部251；配备在摄像机装置101侧的相位控制部601a(第一相位控制部)；配备在信号处理装置102侧的相位控制部601b(第二相位控制部)；同步分离部603。水平基准信号HREF是和作为上述图像同步信号的水平同步信号HD(或HD信号)以及脉冲宽度不同但仍与水平同步信号HD同等的信号。
相位控制部601例如相当于PLL等，相位控制部601a配备在控制部203等中，相位控制部601b配置在外部同步处理部259中，但不限于此例。相位控制部601具有相位比较部605(605a，605b)；LPF(低通滤波器)部607(607a，607b)；VCXO(压控晶体振荡器)部609(609a，609b)。
根据本实施例的相位控制部601在不具备LPF部607时也可以实施，相位控制部601中具备的LPF部607或VCXO部609不限于此例。
同步分离部603在接收外部同步信号时，将外部同步信号分离成水平同步(信号HR)和垂直同步(信号VR)。图像同步信号生成部602输出图像同步信号SYNC，信号HREF，但不限于此例，例如，在输出信号HD、信号VD等信号时也能实施。
下面，参考图8，说明本实施例用于进行外部同步的相位控制处理。图8概要地示出了根据本实施例的相位控制处理流程图。
在根据本实施例进行外部同步时的摄像装置100中，成为同步系统基准的时钟是从信号处理装置102中配备的VCXO部609b输出的例如545MHz等的时钟信号。上述时钟信号用作从信号处理装置102到摄像机装置101的光传送用的同步信号(第一发送同步信号)。
首先，从信号处理装置102到摄像机装置101的光传送用的同步信号(第一发送同步信号)经光纤电缆105b从摄像机装置101传送到信号处理装置102。
接着，如图8所示，在摄像机装置101侧，相位控制部601a从变换部209接收上述光传送用的同步信号时，相位比较部605a将从VCXO部609a输出的时钟信号(内部信号)和上述光传送用的同步信号(第一发送同步信号)的相位相比较(S901)。
通过相位比较部605a检测上述双方信号的相位差时，为了使相位同步，VCXO部609a基于从LPF部607a输入的控制电压，通过输出相位同步后的时钟信号(内部信号)，进行相位控制(S903)。相位比较处理(S901)和相位控制处理(S903)锁定相位，而相位控制部601a在传送状态稳定之前进行循环处理。相位控制部601b也进行同样的循环处理。
如上所述，在摄像机装置101中还具有VCXO部609a，例如，输出以54MHz等为基准的时钟信号(内部信号)。上述时钟信号用作从摄像机装置101内部的摄像机电路或摄像机装置101到信号处理装置102的光传送用时钟信号(第二发送同步信号)。
在相位控制部609a中执行循环处理，上述光纤电缆105的传送路径成为稳定状态时，从摄像机装置101侧的VCXO部609a以某种一定的相位关系输出锁定的或一致的例如54MHz等的第二发送同步信号。
在上述状态下，若变动从信号处理装置102发送的光传送用同步信号的相位，则摄像机装置101再现的时钟信号的相位也变成与信号处理装置102的相位变动同样的传递状态。
因此，从摄像机装置101的VCXO部609a输出的时钟信号(内部信号)变成与从信号处理装置102发送的光传送用同步信号(第一发送同步信号)的相位变动连动。
接着，如图8所示，产生摄像机装置101中所具备的图像信号的同步信号的同步信号生成部602通过上述VCXO部609a输出的时钟信号(内部信号)而进行操作，生成基于图像同步信号SYNC和该图像同步信号SYNC的水平同步信号HD的水平基准信号HREF(S905)。
上述图像同步信号SYNC和水平基准信号HREF作为从摄像机装置101向信号处理装置102发送的数据的一部分经光纤电缆105a发送到信号处理装置102中(S907)。
下面，信号处理装置102在光发送接收部251中接收图像同步信号SYNC和水平基准信号HREF(S907)，之后，变换为电信号，在变换部253中被并行化时，在相位比较部605b中，对水平基准信号HREF和通过同步分离部603从外部同步信号中分离出来的水平同步HR进行相位比较(S911)。
接着，如上所述，在VCXO部609b进行相位控制处理(S913)，使接收的水平基准信号HREF的相位与作为外部同步信号的水平同步HR的相位同步，然后锁定相位。当水平基准信号HREF的相位同步时，图像同步信号SYNC的水平同步信号HD也变为同步。
因此，水平基准信号HREF和图像同步信号SYNC的相位和外部同步信号的相位同步的状态下，因为作为光传送用同步信号(第一发送同步信号)从信号处理装置102发送到摄像机装置101侧，所以作为结果，在信号处理装置102和摄像机装置101中处理的图像同步信号SYNC和光传送用同步信号等信号与外部同步信号的相位自动一致。在以前，通过示波器等根据光纤电缆的长度来手动调整上述相位的同步。
通过本实施例的相位控制处理(S913)，以控制水平基准信号HREF和水平同步HR的相位时的情况为例进行了说明，但不限于此，例如，在检测图像同步信号SYNC的水平同步信号HD和水平同步HR的相位差并进行相位控制时、检测图像同步信号SYNC的垂直同步信号VD和垂直同步VR的相位差并进行相位控制时、检测水平同步信号HD和垂直同步信号VD与水平同步HR和垂直同步VR的相位差并进行相位控制时也能实施。
这样，通过在摄像机装置101和信号处理装置102双方构成使信号延迟大的长距离传送路径(光纤电缆105)包含在反馈回路中的大规模PLL，从而不需要调整锁定相位。此外，对于用同步分离部603分离的垂直同步VR，经光纤电缆105b从信号处理装置102发送给摄像机装置101的同步信号生成部602，同步信号生成部602进行垂直同步VR的重置。
接着，参考图9，对通过根据本实施例的摄像装置100中的光纤电缆105传送信号时的信号多路复用处理进行说明。图9概要说明了根据本实施例的摄像机装置101中的多路复用处理。
如图9所示，首先，信号组10和信号组20从摄像机装置101中配备的摄像部205等输入到相当于多路复用器等的多路复用部207中。
信号组10和信号组20例如都是由16位组成的信号，但不限于此，位数可以更长。在本实施例中，作为一般的数字图像信号，亮度信号(Y信号)和色度信号(C信号)分别为8位，以数据速率为13.5MHz的格式等进行传输。
在信号组10中，除了C信号外，还包含上述图像同步信号SYNC、水平基准信号HREF及其他传送信号11。此外，在上述传送信号11中，例如包含信号ID0、水平同步信号HD、垂直同步信号VD、信号Rx等，但不限于此。
在信号组20中，除了上述Y信号之外，还包含其他传送信号21。此外，在传送信号21中，例如包含信号ID1、信号DISP、信号DISP_BLK等，但不限于该例。
根据本实施例的信号组10和信号组20中包含的信号不限于此，即使在其它情况下也能执行。
变换部209的操作时钟频率范围例如是30～75MHz的范围，因此，和信号组10、信号组20的上述图像信号的数据速率相比，具有3倍～5倍的处理能力。变换部209的操作时钟的频率不限于此例。
作为光发送接收部211的传送速率，例如一般为1.25Gbps、2.5Gbps级的。信号从变换部209串行输出时的比特率变为输入并行化信号时的比特率的20倍，因此，输入到变换部209时的比特率在0.6Gbps～1.5Gbps左右的范围内。
根据上述比特率等条件，作为本实施例的变换部209操作时的基准的时钟信号通过作为上述图像信号数据速率的4倍的54MHz的时钟信号来进行操作。但不限于本例，也有用其他频率的时钟信号操作的情况。
因此，如图9所示，具备2:1多路复用部207的时候，以27MHz操作上述多路复用部207。当信号组10和信号组20输入到上述多路复用部207中时，2个输入信号(信号组10，信号组20)被2倍多路复用为1个信号而输出。
如图9所示，上述多路复用后的输出信号是由16位组成的27MHz的信号。在上述多路复用部207中被多路复用的输出信号输入到通过54MHz的时钟信号进行操作的变换部209中。
上述多路复用部207中输出的输出信号是27MHz，因为变换部209以54MHz进行操作，所以从图9所示的变换部209输出的串行信号是串行发送输出，通过2次取入相同数据来输出。
如图10所示，通过串行发送输出，多路复用的信号组10a和信号组20a被2次取入后分别输入到光发送接收部211中。图10是根据本实施例的摄像装置100中多路复用处理的动作时间图。
因此，在从摄像机装置101传送给信号处理装置102的信号中，相同的数据存在2个，但在信号处理装置102侧，仅处理相同的2个数据中的一个，而忽略另一个，从而可以正常地经光纤电缆105处理传送的数据。
在信号处理装置102侧，上述多路复用部207以2倍分离多路复用的传送数据，因此，相当于去多路信号分离器的分离部255适当地分离为信号组10和信号组20。
如图9和图10所示的本实施例的多路复用处理是2倍多路复用从摄像机装置101向信号处理装置102传送的传送数据的例子。
通过在摄像机装置101和信号处理装置102中配备合适的多路复用部207和分离部255，例如可以用摄像机装置101和信号处理装置102双向传送64位并行的13.5MHz的数据。
这样，如果在摄像装置100中所使用的装置的能力范围内，即使不改变光纤电缆，也能在光纤电缆的传送能力范围内自由地扩展所传送的数据量。
因此，若变换部209例如以54MHz进行操作，则从光发送接收部211经光纤电缆105传送的传送的数据最大可多路复用达4倍。
根据本实施例以从摄像机装置向信号处理装置102传送的情况为例进行了说明，但不限于此例，例如，在传送时还需要传送数据的数据量等情况下，多路复用部207在利用54MHz的时钟信号进行4倍多路复用时也能实施。
根据本实施例的多路复用处理以摄像机装置101的情况为例进行了说明，但不限于此例，例如，多路复用处理也可以是通过在信号处理装置102中配备多路复用部(多路复用器)，在信号处理装置102中执行。
下面，参考图11，说明在根据本实施例的摄像装置100中，通过光纤电缆105从信号处理装置102侧遥控摄像机装置101的电源的处理。图11概要说明了根据本实施例的摄像机装置101的电源的遥控处理。
在本实施例的摄像装置100中，摄像部205的电源不是信号处理装置102提供的，是通过本地电源操作的。以前，摄像机电源部310是通过电缆远程供电的。
因此，如果信号处理装置102具有开/关摄像部205的电源的功能，即使仅断开信号处理装置102侧的电源，也总能给摄像部205供电，消耗多余的功率。
因此，为了解决这个问题，如图11所示，摄像机装置101例如通过向摄像部205和控制部203等光发送接收部211以外的各部件供电，而具备为摄像机装置101的整个电路的电源系统供电的主电源部557和在待机状态下使用的备用电源部555及光输入检测部559。
如图11所示，备用电源部555仅向摄像机装置101侧的光发送接收部211供电，使光发送接收部211操作。上述光发送接收部211以外的摄像机装置101中具备的其他电路通过主电源部557提供的电源而工作。
在上述备用电源部555和主电源部557中，接受作为本地电源的电源部215提供的电源。
这里，信号处理装置102的电源为关状态时，不向摄像机装置101侧的光发送接收部211发送作为光信号的激光。上述这种状态下，光发送接收部211中具备的光输入检测部559判定为没有光信号的输入，将信号LOS(Loss Of Signal)的信号输出置为high状态。
相反，光输入检测部559检测到激光时，信号LOS的输出变为low。利用上述low、high状态，在low状态下，主电源部557提供电源，在high状态下，主电源部557不提供电源。
因此，在信号处理装置102侧，可以控制从摄像机装置101的主电源部557供电。信号LOS的high、low的判定是单纯的输入电平的判定，即使在上述说明的传送数据的WORD同步未确立时也有效，从而例如，仅由备用电源部555供电而在摄像机装置101的变换部209等不工作的待机状态下也可以没有问题地控制供电。
根据上述说明，本实施例的摄像装置100是摄像机装置101和信号处理装置102可设置在相互远离的地方而能远程操作的摄像装置，具有以下特征。
首先，不需要现有的摄像装置200中所需的繁杂的多芯电缆305的连接，可以汇集成比多芯电缆的电线直径更细更轻的1根例如2芯等光纤电缆105，可以很容易地将摄像装置100设置在建筑物室内。
接着，和以前用摄像装置200中使用的专用多芯电缆305连接的系统相比，在本实施例的摄像装置100中，因为可使用通用的2芯等光纤电缆105，所以能降低电缆的成本。
因为把经光纤电缆105传送的传送信号全部数字化后进行多路复用传送，所以，在数字信号的特性上，和模拟信号相比，最大限度地防止了因长距离传送引起的信号变差。
由于传送信号被多路复用了，即使不改变连接摄像机装置101和信号处理装置102的电缆，也能改变和追加信号本身，系统具有灵活性。
因为是光传送，所以没有电缆延长带来的不需要的辐射恶化，即使长距离地和其他电气布线并行的情况下，也能不受感应噪声的影响。
在摄像机装置101和信号处理装置102之间，通过光信号而不是电气连接，因此，不用担心由于远距离点之间接地电位差引起摄像机装置101或信号处理装置102电路的误操作或误伤以及混入接地噪声等。
从信号处理装置102处理外部同步时，可以容易地构成包含光纤电缆105的PLL回路，通过摄像机装置101和信号处理装置102双方信号的相位自动地和外部同步信号的相位同步，不需要因为传送路径的信号延迟而进行原来所需的锁定相位调整。
通过本地电源工作的摄像机装置101检测有无从信号处理装置102发出的光信号，从而，可开/关电源，可将摄像装置100不操作时的功率抑制到最小限度。
通过在光发送接收部211、光发送接收部251中采用可交换的SFP模块，根据传送距离，可以分别使用单模式或多模式光纤电缆，在利用已设的光纤电缆时，通过替换为符合光纤电缆模式的SFP模块，可实施光信号的传送。
摄像机装置101和信号处理装置102可利用从转接开关等外部装置发出的外部同步信号进行外部同步，因此，可通过光纤电缆以远程方式交互切换来自多个摄像机装置101的图像。
而且，若在信号处理装置102上连接显示装置(显示器等)，可以在上述显示装置中顺次显示来自所切换的摄像机装置101的图像，操作员可以很容易地收看适当的摄像机装置101的图像。
通过光纤电缆可以将摄像机装置101发出的图像信号传送到设置在远方的信号处理装置102，因为可以传送信号处理装置102发出的用于远程操作摄像机装置101的信号，所以不需要设置复杂的电缆，可以高品质地传送高画质的图像信号。
以上，参考
了本发明的最佳实施例，但本发明不限于此。本领域的技术人员知道，可在权利要求的范围内可以对本发明作出种种变形。
工业实用性本发明适用于光纤电缆连接的摄像装置、经光纤电缆的相位控制方法以及经光纤电缆的同步确立方法。
权利要求
1.一种摄像装置，其特征在于，通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置，其中上述至少一个摄像机装置包括第一相位控制部，对从上述信号处理装置发送的同步信号和在该摄像机装置内部生成的内部信号进行相位比较，并进行控制以使上述内部信号的相位与上述同步信号的相位同步；图像同步信号生成部，从上述信号处理装置发送的同步信号的相位同步的上述内部信号，生成作为上述图像信号的同步信号的图像同步信号；以及信号发送部，通过上述连接电缆至少发送上述图像信号，上述信号处理装置包括第二相位控制部，对上述图像同步信号和由上述信号处理装置发送的上述同步信号进行相位比较，并进行控制以使上述图像同步信号的相位与上述同步信号的相位同步。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述图像同步信号是水平同步信号。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述连接电缆是光纤电缆。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述信号发送部具备至少对上述图像信号进行多路复用的多路复用部。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述多路复用部至少对上述图像信号进行多路复用，以便能够经上述光纤电缆而发送。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述同步信号的相位与从外部装置发送的外部同步信号的相位同步。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，上述第二相位控制部输出与从外部装置发送的外部同步信号相位同步的第二传送同步信号。
8.一种摄像装置，其特征在于，通过连接电缆连接至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置，其中上述至少一个摄像机装置包括第一同步信号发送部，为了能够通过上述信号处理装置接收由上述摄像机装置发送的信号，通过上述连接电缆将第一同步信号发送给上述信号处理装置；以及第一同步确立判断部，判定从上述信号处理装置发送的信号是否为用于使由上述信号处理装置发送的信号能够通过上述摄像机装置而被接收的第二同步信号，并且在是第二同步信号的情况下，判断为确立了从上述信号处理装置到摄像机装置的同步，上述信号处理装置包括第二同步确立判断部，判定从上述摄像机装置发送的信号是否为上述第一同步信号，并且在是第一同步信号的情况下，判断为确立了从上述摄像机装置到信号处理装置的同步；以及第二同步信号发送部，通过上述连接电缆将上述第二同步信号发送给上述摄像机装置。
9.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，上述同步信号发送部通过扰乱同步或接入电源来发送上述同步信号。
10.根据权利要求8所述的摄像装置，其特征在于，上述连接电缆是光纤电缆。
11.一种摄像装置的相位控制方法，其中所述摄像装置通过连接电缆使至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置相连接，其特征在于上述至少一个摄像机装置对从上述信号处理装置发送的同步信号和在该摄像机装置内部生成的内部信号进行相位比较；将上述内部信号的相位控制成与上述同步信号的相位同步；基于与上述同步信号相位同步的上述内部信号，生成作为上述图像信号的同步信号的图像同步信号；以及通过上述连接电缆至少发送上述图像信号，上述信号处理装置对上述图像同步信号和上述同步信号进行相位比较；以及将上述图像同步信号的相位控制成与上述同步信号的相位同步。
12.根据权利要求11所述的相位控制方法，其特征在于，上述图像同步信号是水平同步信号。
13.根据权利要求11所述的相位控制方法，其特征在于，上述连接电缆是光纤电缆。
14.根据权利要求11所述的相位控制方法，其特征在于，上述摄像机装置至少对上述图像信号进行多路复用。
15.根据权利要求11所述的相位控制方法，其特征在于，上述同步信号的相位与从外部装置发送的外部同步信号的相位相同步。
16.根据权利要求11所述的相位控制方法，其特征在于，上述信号处理装置输出与从外部装置发送的外部同步信号相位相同步的第二传送同步信号。
17.一种摄像装置的同步确立方法，其中所述摄像装置通过连接电缆使至少一个用于拍摄被摄体的摄像机装置和从上述摄像机装置接收图像信号的信号处理装置相连接，其特征在于为了能够通过上述信号处理装置接收由上述摄像机装置发送的信号，通过上述连接电缆将第一同步信号从该摄像机装置侧发送到上述信号处理装置中；判定从上述摄像机装置发送的信号是否为上述第一同步信号；在是上述第一同步信号的情况下，判断为确立了从上述摄像机装置到信号处理装置的同步；为了能够通过上述摄像机装置接收从上述信号处理装置发送的信号，通过上述连接电缆将第二同步信号从该信号处理装置侧发送到上述摄像机装置中；判定从上述信号处理装置发送的信号是否为第二同步信号；在是上述第二同步信号的情况下，判断为确立了从上述信号处理装置到摄像机装置的同步。
18.根据权利要求17所述的同步确立方法，其特征在于，上述第一同步信号或第二同步信号通过扰乱同步或接入电源来发送。
19.根据权利要求17所述的同步确立方法，其特征在于，上述连接电缆是光纤电缆。
全文摘要
本发明提供一种可经光纤电缆传送图像的摄像装置、相位控制方法和同步确立方法。提供一种通过连接电缆连接从摄像机装置接收图像信号的信号处理装置的摄像装置。摄像机装置包括第一相位控制部，对信号处理装置发送的同步信号的摄像机装置内部生成的内部信号进行相位比较，将上述内部信号的相位控制成与上述同步信号的相位同步；图像同步信号生成部，基于与信号处理装置发送的同步信号的相位同步的内部信号，生成作为图像信号的同步信号的图像同步信号；信号发送部，发送图像信号，信号处理装置具有第二相位控制部，对图像同步信号和信号处理装置发送的同步信号进行相位比较，将图像同步信号的相位控制成与同步信号的相位同步。
文档编号H04N5/232GK1642231SQ20051000434
公开日2005年7月20日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月13日
发明者中岛孝嗣 申请人:索尼株式会社