JP2000236534A - ロギング装置 - Google Patents

ロギング装置

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JP2000236534A
JP2000236534A JP11035111A JP3511199A JP2000236534A JP 2000236534 A JP2000236534 A JP 2000236534A JP 11035111 A JP11035111 A JP 11035111A JP 3511199 A JP3511199 A JP 3511199A JP 2000236534 A JP2000236534 A JP 2000236534A
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Toyoo Iida
豊男 飯田
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、1台では高撮像性能を持たない撮
像機を複数台組合せることによって高精度の撮像性能が
得られることに着目し、これらの組合せた複数台の撮像
機の各撮像開始タイミングを異ならせて撮像することに
よって、安価な撮像機でありながら高精度の撮像性能を
得ることができるロギング装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】この発明は、監視対象設備の動作状態を時
間的推移にしたがって記録するロギング装置であって、
上記監視対象設備の同一監視対象物を同方向から撮像す
る複数の撮像機の各撮像開始タイミングを異ならせる撮
像処理手段を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動化された製
造装置等の監視対象設備を保守管理するためのロギング
装置に関し、さらに詳しくは監視対象設備にトラブルが
発生したとき、あるいは品質管理を支援する場合に明確
に解析することができるロギング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種のロギング装置は監視対
象設備のトラブル解析方法として、監視対象設備の制御
情報と、そのとき監視対象設備がどのように動いたかを
捕らえた画像情報との対応がとれるように記録すること
が有効であると考えられている。このため、監視対象設
備の制御情報と監視対象設備の画像とを記録している。
この場合、画像の記録にはカラーテレビの標準放送方式
の一つであるNTSC方式のCCDカメラ、または高速
度ビデオが使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、 (1)監視対象設備の画像を記録するためにNTSC方
式のCCDカメラを用いた場合は、図1に示すように、
記録上1/30sec毎の画像信号11しか捕らえるこ
とができない。ところが、この画像信号11よりも一般
に制御信号の更新周期12の方が速く、制御信号の更新
周期12に対応した画像が記録できない。
【0004】(2)フィールド単位で記録することによ
り高速化が可能となるが、この場合は縦方向の分解能が
半分になる。
【0005】(3)高速度ビデオを用いた場合は、非常
に高価であり、かつ記録時間が短い。という問題を有し
ていた。
【0006】そこでこの発明は、1台では高撮像性能を
持たない撮像機を複数台組合せることによって高精度の
撮像性能が得られることに着目し、これらの組合せた複
数台の撮像機の各撮像開始タイミングを異ならせて撮像
することによって、安価な撮像機でありながら高精度の
撮像性能を得ることができるロギング装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
監視対象設備の動作状態を時間的推移にしたがって記録
するロギング装置であって、上記監視対象設備の同一監
視対象物を同方向から撮像する複数の撮像機の各撮像開
始タイミングを異ならせる撮像処理手段を備えたことを
特徴とする。
【0008】請求項2記載の発明は、複数台の撮像機が
撮像した複数の画像信号を収集し、収集した複数の画像
信号を1台の撮像機の画像信号として編集する編集手段
を備えたことを特徴とする。
【0009】請求項3記載の発明は、一つの光軸から各
撮像機に画像を取出す光学処理手段を備えたことを特徴
とする。
【0010】
【発明の作用及び効果】この発明によれば、監視対象設
備の動作状態を時間的推移にしたがって記録する際、監
視対象設備の同一監視対象物を同方向から撮像する複数
の撮像機の各撮像開始タイミングを撮像処理手段により
異ならせて撮像開始する。
【0011】これにより、撮像機の台数毎に出力される
時間的に異なった撮像開始タイミングの画像が得られ、
これに基づいて監視対象設備の高速の画像を得ることが
でき、これをファイルに格納して再生することができ
る。このため、高速な監視対象設備の動作に対応した記
録ができ、この記録から監視対象設備の高速動作状態や
トラブル発生原因等を明確に解析することができる。
【0012】また、複数台の撮像機が撮像した複数の画
像信号を収集し、収集した複数の画像信号を1台の撮像
機の画像信号として編集する編集手段を備えることによ
り、1台の安価な撮像機からでは得られない高速の監視
対象設備に対応した精密な記録を自動的に編集して取得
することができる。例えば、3台の撮像機を1/30秒
ずつ遅らせて撮像開始すれば、1/90秒周期の高速化
対応した高精度の画像情報を取得できる。
【0013】さらに、一つの光軸から各撮像機に画像を
取出す光学処理手段を備えた場合は、複数台の撮像機を
組合せて使用しても一つの共通する光軸から分岐して各
撮像機に取出すため視差が生じず、この僅かの視差が影
響を及ぼす高精度の画像が要求されるような監視対象設
備に対しては、ことに精密な保全情報が得られる。
【0014】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。 [第1実施例]図2はロギング装置を用いて構成したロ
ギングシステムの使用例を示し、このロギングシステム
はロギング装置21と、このロギング対象である監視対
象設備22と、CCDカメラ23と、そのカメラアンプ
24と、ディスプレイ25とを備えて構成される。
【0015】ロギング装置21は、内部もしくはPLC
(プログラマブル・ロジック・コントローラ)26もし
くは、外部からのトリガを基に、複数台のCCDカメラ
23…から画像情報、監視対象設備22の制御情報を取
得し、取得した画像情報や制御情報を記録/再生するも
のであって、再生時に画像情報及び制御情報をディスプ
レイ25に出力する。
【0016】また、外部からのトリガとしては光電検知
センサの検知信号、あるいは警告灯、表示器等の異常通
知信号を外部トリガとして設定する他、作業者が遠隔操
作するトリガ専用のリモートコントローラ送信器による
無線信号を用いたり、監視対象設備の操作パネル面に出
力させる点滅表示をトリガ検出信号に用いたり、同じく
監視対象設備の操作パネル面のスイッチ信号をトリガ検
出信号に扱うことができ、このように多種類の信号を外
部トリガに利用することができる。
【0017】さらに、トリガに基づいてロギングする場
合、CCDカメラ23より画像情報のみを取得し、この
画像情報だけを記録/再生して解析する画像ロガーとし
て使用することもできる。
【0018】監視対象設備22は、ロギングの対象とな
る自動化された製造装置等のオートメーション生産設備
に適用され、この監視対象設備22をPLC26が制御
する。
【0019】CCDカメラ23は、ロギング装置21に
監視対象設備22の画像(動画)情報を入力する。この
実施例では同種のカメラアンプ24分離型の小型CCD
カメラを3台束ねて使用する。このとき、同カメラ23
…が小型であり、一つに束ねて使用することにより、3
台の視差(光軸のずれ)は僅かとなり支障をきたすこと
はない。
【0020】ディスプレイ25は、ロギング装置21が
記録した画像情報及び制御情報を表示する。
【0021】次に、ロギング装置21の制御回路ブロッ
ク図を図3に基づいて説明する。このロギング装置21
は、記録条件設定部31と、撮像開始信号発生部32
と、画像入力部33と、制御信号入力部34と、入力制
御部35と、一次ファイル36と、トリガ検知部37
と、データ編集部38と、ログファイル39と、ログ再
生部40とを備えて構成される。
【0022】記録条件設定部31には、予め記録条件が
ユーザにより設定されており、その設定する記録条件の
項目は、1)トリガ条件、2)記録周期、3)記録時間
である。
【0023】トリガ条件は、記録データに対して特定の
検出信号となるトリガ信号がどの位置にくるかを指定す
るもので、a)前、b)中、c)後の3条件が設定可能
である。そして、ここで設定されたトリガ条件はデータ
編集部38へと伝えられる。
【0024】記録周期は、各CCDカメラ23…、PL
C26からの情報を取得する周期を設定し、記録時間は
入力したデータをログファイル39に格納する記録時間
であり、指定された記録周期における記録時間を指定す
る。
【0025】撮像開始信号発生部32では接続している
CCDカメラ23…の数に応じて、各CCDカメラ23
…に撮像開始信号を出力する。この実施例では小型のC
CDカメラを3台同時使用しているため、撮像開始信号
の異なる3台の撮像開始タイミング(時間差)は以下の
式で求まる。
【0026】(1/30)/3=1/90秒 この撮像開始タイミングと各CCDカメラから出力する
画像信号との関係を図4に示す。
【0027】この図4から認められるように3台のCC
Dカメラの撮像開始タイミングを1/90秒ずつ僅かに
ずらせることにより、画像入力部33へ入力される画像
信号が1/90秒ずつずれて入力されることになる。
【0028】画像入力部33は、複数台のCCDカメラ
23…と接続しており、各CCDカメラ23…から入力
された入力信号を入力制御部35の指示に従って出力す
る。入力した画像信号は、例えばJPEG(カラー静止
画符号化)方式のようなディジタル情報に変換して出力
する。
【0029】この場合、撮像開始信号発生部32で1/
90秒ずつずらせた撮像開始信号を各CCDカメラ23
…に入力しているため、画像入力部33へ入力される画
像信号も1/90秒ずつずれることになる。そして、画
像入力部33では各CCDカメラ23…からの画像信号
を各々独立してディジタル信号に変換し、出力バッファ
へ格納するため、1/90秒毎に画像入力部33の出力
信号(ディジタル化された画像データ)が確定する。
【0030】また、出力バッファは1つであるため、複
数台のCCDカメラの出力を1台のCCDカメラから取
得した出力として扱うことができる。仮に、CCDカメ
ラが4台組合せて利用されたときは、 (1/30)/4=1/120秒 毎に、画像入力部33の出力信号が確定する。
【0031】つまり、撮像開始信号発生部32と画像入
力部33とによりCCDカメラの台数を増加させれば、
その台数に比例して高速に画像データが確定される。こ
れにより、汎用的なNTSC方式のCCDカメラを用い
ても、複数台用いれば高速な画像データを得ることがで
き、監視対象設備22の高速な動きに対応できる。
【0032】制御信号入力部34は、制御対象となる監
視対象設備のPLC26と接続し、ここでは指定された
監視対象設備22を制御するPLC26の制御データを
取得し、この取得した制御データを内部バッファに格納
する。この制御信号入力部34から出力される制御デー
タは、1/30秒の遅延を行って出力される。これは画
像が確定してから画像信号として出力するまでに1/3
0秒かかる画像と同期をとるためである。
【0033】入力制御部35は、ロギング装置21を起
動後、記録条件設定部31で設定された記録周期毎に、
画像入力部33、制御信号入力部34から各画像デー
タ、制御データを取得する。取得したデータは、指定さ
れた記録時間に対応するリングバッファ形式で取得デー
タを記録する一時ファイル36に各々格納する。
【0034】図5にリングバッファ形式に格納される画
像データの一次ファイルと制御情報の一次ファイルのイ
メージを示す。図中、画像データの一次ファイルには、
A1〜A6 の記憶領域の画像データは第1のCCDカメ
ラ、B1 〜B6 の記憶領域の画像データは第2のCCD
カメラ、C1 〜C6 の記憶領域の画像データは第3のC
CDカメラに対応する画像データの領域であり、制御情
報の一次ファイルには、E1 〜E18の指定された記憶領
域の位置に対応させて、画像データ側の各CCDカメラ
のデータを記録させ、再生要請に応じてリングバッファ
形式の記録データを再生許容する。
【0035】また、入力制御部35はトリガ検知部37
からトリガを検知した旨のトリガ入力信号を受付ける
と、その後、指定された記録時間が経過した後、入力を
停止し、一次ファイル36に対する出力も停止し、入力
停止後、データ編集部38に入力完了の通知をする。
【0036】トリガ検知部37は、ロギング装置21の
記録開始トリガの検知を行い、またトリガ入力が記録条
件設定部31で設定されたトリガ入力か否かを監視す
る。そして、トリガ検知部37がトリガの入力を検知す
ると、その旨を入力制御部35に通知する。
【0037】データ編集部38は、入力制御部35から
入力完了の通知及び記録終了時のレコード位置情報を収
集する。また、一次ファイル36からは同ファイル36
にリングバッファ形式で画像データと制御情報が記録さ
れているため、レコード位置情報からリングバッファ形
式の画像データと制御情報をシーケンシャルファイルに
編集し、これをログファイル39として格納する。この
とき、画像データログファイルの1レコード目と制御情
報ログファイルの1レコード目は同時刻のデータになる
ように編集する。
【0038】ログ再生部40は、ディスプレイ25に接
続しており、ユーザの指示にしたがってログファイル3
9を再生する。この再生時には画像データ及び制御情報
がディスプレイ25上に出力される。
【0039】なお、図3のデータ編集部38と、ログフ
ァイル39と、ログ再生部40とを一点鎖線で囲んで示
すデータ処理部41をロギング装置21と分離して設定
することもできる。例えば、図6に示すように、ロギン
グ装置61とデータ処理部41に相当するパーソナルコ
ンピュータ62とを組合せて接続すれば、第1実施例の
構成と同一のデータ処理機能が得られる。
【0040】このように構成されたロギング装置21の
基本的な動きを制御する入力制御部35の制御動作を図
7のフローチャートを参照して説明する。今、ロギング
装置21を起動すると、これに伴いトリガフラグをOF
Fに初期化して、記録開始のトリガが入力されるのを持
つ(ステップn1 )。
【0041】画像入力部33の出力が確定していること
を確認し、出力が確定していなければ確定するまで待機
し(ステップn2 )、画像入力部33のバッファから画
像データを順次取得する(ステップn3 )。
【0042】制御信号入力部34の内部バッファから画
像信号に対応する制御情報を取得し(ステップn4 )、
取得した画像データを、図5に示すように、一次ファイ
ル36へリングバッファ形式で記録し、リングバッファ
上の記録位置を保管する(ステップn5 )。
【0043】また、取得した制御データを、図5に示す
ように、同じく一次ファイル36へリングバッファ形式
で記録し、リングバッファ上の記録位置を保管する(ス
テップn6 )。
【0044】このとき、トリガフラグがONであるか否
かを確認し(ステップn7 )、トリガ入力のないOFF
のままであれば、トリガ検知部37の信号を確認し(ス
テップn8 )、トリガ入力がなければステップn2 に戻
り、繰返しトリガ入力をチェックする。そして、トリガ
入力があればトリガフラグをONする(ステップn9
)。
【0045】ステップn7 において、トリガフラグをチ
ェックしたとき、トリガフラグがONであれば、記録条
件設定部31で設定した記録条件のデータを記録したか
否かを確認し(ステップn10)、記録条件設定部31で
設定した記録条件を満たしていれば、一次ファイル上の
リングバッファの記録終了位置をデータ編集部38へ通
知し、通知後は再びステップn1 へ戻って繰返しトリガ
入力に応じたデータを記録する(ステップn11)。
【0046】[第2実施例]この第2実施例のロギング
システム及びロギング装置の全体構成及び内部構成は、
第1実施例と略同じであり、図3で示した内部構成の画
像入力部33、入力制御部35及びデータ編集部38の
機能が異なるので、ここでは異なる部分のみを説明す
る。
【0047】先ず、画像入力部は、複数台のCCDカメ
ラ23…と接続しており、各CCDカメラ23…から入
力された入力信号を入力制御部の指示にしたがって出力
する。入力した画像信号は、例えばJPEG方式のよう
なディジタル情報に変換して出力する。この場合、撮像
開始信号発生部32で1/90秒ずつずらせた撮像開始
信号を各CCDカメラ23…に入力しているため、画像
入力部へ入力される画像信号も1/90秒ずつずれるこ
とになる。そして、画像入力部では各CCDカメラ23
…からの画像信号を各々独立してディジタル信号に変換
し、出力バッファへ格納するため、1/90秒毎に画像
入力部の出力信号が確定する。そして、この画像入力部
が各CCDカメラ毎に出力バッファを持ち、各バッファ
に各CCDカメラの映像が格納される。
【0048】次に、入力制御部は、ロギング装置21を
起動後、記録条件設定部31で設定された記録周期毎
に、画像入力部、制御信号入力部34からCCDカメラ
毎の各画像データ、制御データを取得する。取得したデ
ータは、指定された記録時間に対応するリングバッファ
形式で取得データを記録する一時ファイル36に各々格
納する。
【0049】すなわち、CCDカメラが3台の場合は、
図8に示すように、第1CCDカメラの画像データの一
次ファイル、第2CCDカメラの画像データの一次ファ
イル、第3CCDカメラの画像データの一次ファイル
と、制御情報の一次ファイルが個別に作成される。
【0050】また、入力制御部はトリガ検知部37から
トリガを検知した旨のトリガ入力信号を受付けた後、指
定された記録時間が経過した後、入力を停止し、一次フ
ァイル36に対する出力も停止し、入力停止後にデータ
編集部38に入力完了を通知する。
【0051】データ編集部38は、入力制御部から入力
完了の通知及び記録終了時のレコード位置情報を収集す
る。また、一次ファイル36からは同ファイル36にリ
ングバッファ形式で第1〜第3CCDカメラの画像デー
タと制御情報が記録されているため、レコード位置情報
からリングバッファ形式の画像データと制御情報をシー
ケンシャルファイルに編集し、これをログファイル39
として格納する。
【0052】図8に示す画像データの一次ファイルは、
3台の各CCDカメラ毎に存在する。そこで、各CCD
カメラの画像データを順番に取出すことにより、1/9
0秒毎の画像のログファイルとして記録する。このよう
な一次ファイルを編集し、ログファイルとしたときのデ
ータの並びを図9に示す。この図9に示すCCDカメラ
のデータは、第1CCDカメラ、第2CCDカメラ、第
3CCDカメラの3台のデータをこの順に繰返し配列す
る。
【0053】また、画像データログファイルの1レコー
ド目と、制御情報ログファイルの1レコード目は同時刻
のデータになるように編集する。
【0054】[第3実施例]この第3実施例の構成と第
1実施例の構成とはCCDカメラの構成のみが異なるの
で、その異なるCCDカメラの構成について説明する。
これは、図10(a)に示すように、例えば3台の小型
CCDカメラ101,102,103を一つに束ねて使
用したときに、各CCDカメラ101〜103の撮像す
る各々の光軸101a,102a,103aが異なって
光軸101a〜103a間の視差104が問題になるよ
うな非常に精密な画像が要請される場合に適用するもの
であって、図11に示すように、共通利用する単一のレ
ンズ111と、光軸を変える複数のビームスプリッタ1
12…により、外部に取付けられた3台のCCDカメラ
113〜115に同一の共通光軸116を分光させるよ
うに構成している。
【0055】したがって、図10(b)にも示すよう
に、一つの共通光軸116から任意の方向に分光した各
CCDカメラに同一方向から撮像した共通画像を光学的
に取出すことができるため、複数台のCCDカメラを組
合せて使用しても一つの共通する光軸のため視差が生じ
ず、視差を解消した高精度の画像を取得することができ
る。
【0056】上述のように、監視対象設備の同一監視対
象物を同方向から撮像する複数のCCDカメラの各撮像
開始タイミングを異ならせて撮像開始するため、CCD
カメラの台数毎に出力される時間的に異なった撮像開始
タイミングの高精度の画像が得られる。これに基づい
て、監視対象設備が高速化しても、これに対応した精密
な画像を得ることができ、またこれをファイルに格納し
て再生することができるため、高速動作に対応した記録
ができ、この記録から監視対象設備の高速動作状態やト
ラブル発生原因等を明確に解析することができる。
【0057】この結果、1台では高撮像性能を持たない
CCDカメラであっても、複数台組合せることによって
高精度の撮像性能が得られ、高額でない汎用的なCCD
カメラでありながら高精度カメラの如く高撮像性能を得
ることができる。例えば、3台のCCDカメラを1/3
0秒ずつ遅らせて撮像開始すれば、1/90秒周期の高
速化対応した高精度の画像情報を取得できる。
【0058】さらに、複数台のCCDカメラを組合せて
使用しても一つの共通する光軸から分光して各CCDカ
メラに取出すようにすれば視差が生じず、この僅かの視
差が悪影響を及ぼす高精度の画像が要求されるような監
視対象設備に対しては、ことに精密な保全情報が得られ
る。
【0059】この発明と、上述の一実施例の構成との対
応において、この発明の撮像機は、実施例のCCDカメ
ラ23,101,102,103,113,114,1
15に対応し、以下同様に、撮像処理手段は、撮像開始
信号発生部32に対応し、編集手段は、データ編集部3
8に対応し、光学処理手段は、単一のレンズ111及び
ビームスプリッタ112に対応するも、この発明は、請
求項に示される技術思想に基づいて応用することがで
き、上述の一実施例の構成のみに限定されるものではな
い。例えば、監視対象設備22を監視する入力情報とし
て、PLC26の制御情報やCCDカメラ23の画像情
報以外に、マイクロホンで音の変化を収集する音響情報
を加えてもよい。また、PLC26からの入力情報を省
略したり、アナログデータを入力情報に加えてもよく、
さらに撮像開始信号を外部から入力させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 NTSC方式の画像信号と制御信号の更新周
期を示す波形図。
【図2】 ロギングシステムの全体構成図。
【図3】 ロギング装置の制御回路ブロック図。
【図4】 撮像開始タイミングを異ならせた波形図。
【図5】 リングバッファ形式に格納される一次ファイ
ルの記憶領域を示す説明図。
【図6】 他の実施例のロギングシステムの全体構成
図。
【図7】 ロギング装置の基本的な制御動作を示すフロ
ーチャート。
【図8】 各CCDカメラ毎の一次ファイルと制御情報
の一次ファイルを示す説明図。
【図9】 ログファイルの画像データと制御データの並
びを示す説明図。
【図10】 3台のCCDカメラと1台のCCDカメラ
の視差の有無を示す要部正面図。
【図11】 視差を解消した複数のCCDカメラ構成を
示す原理説明図。
【符号の説明】
21,61…ロギング装置 22…監視対象設備 23,101〜103,113〜115…CCDカメラ 24…カメラアンプ 25…ディスプレイ 26…PLC 31…記録条件設定部 32…撮像開始信号発生部 33…画像入力部 34…制御信号入力部 35…入力制御部 36…一次ファイル 37…トリガ検知部 38…データ編集部 39…ログファイル 40…ログ再生部 101a〜103a…光 軸 104…視 差 111…単一のレンズ 112…ビームスプリッタ 116…共通光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04Q 9/00 311 Fターム(参考) 5C022 AA03 AC31 AC42 AC51 AC54 AC69 AC75 5C054 AA01 AA05 CA04 CC05 CH02 CH04 EA01 EA07 EG01 EG09 EH07 EJ00 FC03 GA01 GB01 GD06 GD07 HA02 5C087 AA02 AA09 AA12 AA22 AA23 AA24 AA25 DD08 DD27 DD39 EE15 FF01 FF04 FF16 FF19 FF30 GG02 GG03 GG13 GG18 GG23 GG30 GG38 GG61 5K048 AA08 BA10 BA23 DA02 EB02 EB10 EB11 EB13 EB15 FB04 FB05 GB08 HA04 HA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】監視対象設備の動作状態を時間的推移にし
    たがって記録するロギング装置であって、 上記監視対象設備の同一監視対象物を同方向から撮像す
    る複数の撮像機の各撮像開始タイミングを異ならせる撮
    像処理手段を備えたロギング装置。
  2. 【請求項2】複数台の撮像機が撮像した複数の画像信号
    を収集し、収集した複数の画像信号を1台の撮像機の画
    像信号として編集する編集手段を備えた請求項1記載の
    ロギング装置。
  3. 【請求項3】一つの光軸から各撮像機に画像を取出す光
    学処理手段を備えた請求項1または2記載のロギング装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172625A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 撮像装置及びドライブレコーダ

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