JP2645906B2

JP2645906B2 - 固体撮像装置

Info

Publication number: JP2645906B2
Application number: JP2171519A
Authority: JP
Inventors: 良仁東堤
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH0461491A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、通信回線を介して各種通信データの送受信
を可能とする固体撮像装置に関する。

（ロ）従来の技術複数のテレビカメラが用いられる監視システム等に於
いては、各テレビカメラの映像信号を同時に再生できる
ように構成される。このように複数の再生画面を表示す
る方法としては、複数のテレビモニタ上に各テレビカメ
ラが捉えた映像を夫々表示する方法や、一つのテレビモ
ニタ上に各映像を時分割で表示するか或いはテレビモニ
タの画面を複数に分割して表示する方法等があげられ
る。一般の監視システムでは、複数の再生画面を得るこ
とは望まれるが、高い解像度は特に必要とされないこと
が多いため、一つのテレビモニタ上に複数の再生画面を
分割表示する方法が採用される傾向にある。

第６図は、１台のテレビモニタ上に複数の再生画面を
表示する撮像システムの構成を示すブロック図である。
ここでは、４台のテレビカメラ（１）〜（４）を用いて
テレビモニタ（５）上に４つの再生画面を表示する場合
を示す。

各テレビカメラ（１）〜（４）は、メインコントロー
ラ（６）に並列接続されており、各テレビカメラ（１）
〜（４）から出力される映像信号Y₁〜Y₄がメインコント
ローラ（６）に入力される。このメインコントローラ
（６）は、同期信号発生回路（6a）、画面制御回路（6
b）及びフィールドメモリ（6c）を備えており、各テレ
ビカメラ（１）〜（４）の動作を所定のタイミングに同
期させると共に、各映像信号Y₁〜Y₄を合成して４つの映
像を同一画面上に同時に表示する映像信号Y_mを作成して
テレビモニタ（５）に供給する。

同期信号発生回路（6b）は、各テレビカメラ（１）〜
（４）に同期信号SYを供給して各テレビカメラ（１）〜
（４）の動作タイミングを一致させている。一方、画面
制御回路（6b）は、各テレビカメラ（１）〜（４）から
得られる映像信号Y₁〜Y₄を水平走査期間及び垂直走査期
間で夫々1/2に縮小し、４つの映像に対応する映像情報
を一旦フィールドメモリ（6a）に記憶させると共に、こ
のフィールドメモリ（6c）から所定の順序で映像情報を
読み出して映像信号Y_mを作成する。即ち、映像信号Y₁〜
Y₄は、水平走査期間及び垂直走査期間で１画素おきにデ
ータが間引かれてフィールドメモリ（6c）に記憶され、
各テレビカメラ（１）〜（４）からの映像に対応する映
像情報が水平走査期間の1/2期間毎、垂直走査期間の1/2
期間毎に読み出されて映像信号Y_mが得られる。

例えば、第６図に示す如くＡ〜Ｄの４つの分割領域に
画面表示をする場合、垂直走査の前半1/2の期間に於い
て、水平走査の前半1/2の期間に映像信号Y₁に対応する
映像情報を読み出し、後半の1/2の期間に映像信号Y₂に
対応する映像情報を読み出す。そして、垂直走査の後半
1/2の期間に於いて、水平走査の前半1/2の期間に映像信
号Y₃に対応する映像情報を読みだし、水平走査の後半1/
2の期間に映像信号Y₄に対応する映像情報を読み出して
映像信号Y_mを作成する。従って、再生画面のＡ〜Ｄの分
割領域に各テレビカメラ（１）〜（４）からの映像信号
が同時に表示される。

（ハ）発明が解決しようとする課題上述の如き映像システムを構成する場合、複数のテレ
ビカメラ（１）〜（４）の動作を制御すると共に各テレ
ビカメラ（１）〜（４）の映像信号Y₁〜Y₄から４分割の
再生画面を得る映像信号Y_mを作成するメインコントロー
ラ（６）が不可欠となる。このようなメインコントロー
ラ（６）は、少なくとも４画面分の映像情報を記憶でき
るフィールドメモリ（6c）や、このフィールドメモリ
（6c）に映像情報を記憶したりフィールドメモリ（6c）
から映像情報を読み出して合成する画面制御回路（6b）
等の大規模な回路構成が必要となると共に、各テレビカ
メラ（１）〜（４）を接続するために複数の回線の接続
が必要となるために大幅なコストアップを伴うという問
題を有している。

そこで本発明は、各テレビカメラ（１）〜（４）を接
続するための回線の簡略化を図り、撮像システムのコス
トを低下させることのできる固体撮像装置の提供を目的
とする。

（ニ）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成されたもの
で、その特徴とするところは、受光した映像を光電変換
して映像パターンに応じた情報電荷を蓄積する固体撮像
素子と、この固定撮像素子を水平及び垂直方向に走査し
て上記情報電荷を所定期間毎に転送出力し、画面単位で
連続する映像信号を得る駆動回路と、テレピジョン同期
信号及び各種通信データが伝送される通信回線から同期
信号及び通信データを夫々検波する検波回路と、上記同
期信号に従って上記駆動回路の各走査タイミングを設定
するタイミング制御回路と、上記通信データの内容を判
別して上記タイミング制御回路の走査タイミングをデー
タ内容に応じて変更するデータ処理回路と、を備え、上
記同期信号に同期した映像信号を上記通信回線に送出す
ることにある。

（ホ）作用本発明によれば、動作を制御するための各種の通信デ
ータを同期信号の特定期間に重畳して固体撮像装置に与
えることで、共通の通信回線に接続される複数の固体撮
像装置を選択的に動作させることができると共に、各固
体撮像装置から走査タイミングの一致した映像信号を得
ることができる。従って、特別の回路の付加を伴うこと
なく、通信データにより指定可能な数の固体撮像装置を
同一の通信回線に接続することができ、回線の簡略化が
図れる。

また、固体撮像装置に通信データの送信回路を設ける
ことにより固体撮像装置を通信端末としても利用するこ
とができる。

（ヘ）実施例本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は、本発明固体撮像装置の構成を示すブロック
図で、第２図は、各信号の波形図である。

固体撮像素子（10）は、複数の受光素子がマトリクス
状に配列されており、受光した映像パターンに応じた情
報電荷を蓄積する。この情報電荷は、クロック発生回路
（11）から転送クロックに従って順次転送され、固体撮
像素子（10）の出力部で電圧値に変換されて映像信号Ｙ
として出力される。固体撮像素子（10）から出力される
映像信号Ｙは、映像信号処理回路（13）でサンプルホー
ルド、ゲイン調整等の信号処理が施された後に通信回線
（20）に送出される。

一方、タイミング制御回路（12）は、固体撮像素子
（10）の動作を通信回線（20）を伝送される同期信号SY
に同期させるためのもので、同期信号検波回路（14）か
らの水平同期信号Ｈ−SY及び垂直同期信号Ｖ−SYに従っ
てクロック発生回路（11）の動作タイミングを設定する
ように構成される。同期信号検波回路（14）は、通信回
線（20）から同期信号SYを検波し、この同期信号SYを水
平同期信号Ｈ−SYと垂直同期信号Ｖ−SYとに分離する。
即ち、通信回線（20）を伝送される同期信号SYは、水平
同期パルス及び垂直同期パルスに加えて等価パルスが混
合された所謂コンポジット信号であり、このコンポジッ
ト信号の立ち上がりを検知し、さらに1/2周期の等価パ
ルスを除去することで水平同期信号Ｈ−SYを得ると共
に、コンポジット信号の立ち下がりから所定期間遅れた
タイミングでコンポジット信号をラッチすることで垂直
同期信号Ｖ−SYを得ている。

また、通信回線（20）には同期信号SYと共に通信デー
タADが伝送される。この通信データADは、同期信号SYの
特定の期間に重畳されるもので、通信データ検波回路
（15）に検波され、通信データ処理回路（16）に供給さ
れる。通信データ処理回路（16）は、通信データADを判
別してタイミング制御回路（12）の動作を制御するよう
に構成されており、例えば、アドレスを付した複数の同
一の固体撮像装置を通信回線（20）に接続した場合に通
信データADが指定するアドレスとの一致を確認したとき
にタイミング制御回路（12）の動作を許可する。この通
信データADが重畳されるのは、映像信号Ｙの有効映像期
間外の特定の期間、即ち、映像信号Ｙのブランキング期
間内であり、映像信号Ｙの映像データと通信データADと
が時系列的に分離されることになる。

第３図は、本発明の固体撮像装置を用いた撮像システ
ムの構成を示すブロック図で、第４図は、その動作タイ
ミング図である。

第１図と同一の構成を有する固体撮像装置（30）は、
夫々にアドレスが付されて通信回線（20）により直列に
接続されている。この固体撮像装置（30）に於いては、
CCD（10）の画素数が水平方向及び垂直方向夫々再生画
面の1/2に設定されており、映像情報が水平走査期間及
び垂直走査期間の1/2の期間に出力される。

通信回線（20）には、各固体撮像装置（30）の動作を
制御するメインコントローラ（31）が接続され、通信回
線（20）上に同期信号SYと通信データADとが送出される
様に構成される。従って、各固体撮像装置（30）は、メ
インコントローラ（31）からの同期信号SY及び通信デー
タADを受け、同期信号SYに同期すると共に、通信データ
ADに応じて動作する。即ち、通信データADは、固体撮像
装置（30）のアドレスを指定すると共に、映像情報の出
力タイミングを設定するもので、複数の固体撮像装置
（30）のうちから最大で４つが指定され、夫々の固体撮
像装置（30）が異なるタイミングで映像情報を出力する
ように構成される。

固体撮像装置（30）の動作タイミングは、第４図
（Ａ）（Ｂ）に示す如く、水平同期信号Ｈ−SYに従う２
つの水平走査タイミング信号Ｈ−ST₁及びＨ−ST₂の一方
と、垂直同期信号Ｖ−SYに従う２つの垂直走査タイミン
グ信号Ｖ−ST₁及びＶ−ST₂の一方とによって夫々設定さ
れる。この水平走査タイミング信号Ｈ−ST₁及びＨ−ST₂
と垂直走査タイミング信号Ｖ−ST₁及びＶ−ST₂とは、通
信データADに従って何れか一方が夫々選択されるもの
で、水平走査タイミング信号Ｈ−ST₂は水平走査タイミ
ング信号Ｈ−ST₁に対して水平走査期間の1/2（H/2）期
間遅れ、垂直走査タイミング信号Ｖ−ST₂は垂直走査タ
イミング信号Ｖ−ST₁に対して水平走査期間の1/2（H/
2）期間遅れて設定される。この走査タイミング信号の
選択は、通信データ処理回路（16）の出力に基づいてタ
イミング制御回路（12）に於いて行われるもので、例え
ば、同期信号でリセットされるカウンタの出力をデコー
ドすることで各走査タイミングを得るデコーダのデコー
ド値が通信データ処理回路（16）の判定した通信データ
ADの内容に従って設定される。

そして、メインコントローラ（31）により指定された
最大で４つの固体撮像装置（30）からの映像データが重
畳された映像信号Ｙがメインコントローラ（31）に入力
され、メインコントローラ（31）に接続されるテレビモ
ニタ（32）に所定の固体撮像装置（30）から映像が同時
に表示される。

従って、通信データADによって指定された固体撮像装
置（30）からの映像が、テレビモニタ（32）の画面上の
通信データADによって指定された位置に表示される。そ
して、通信、データADのアドレスの変更によって固体撮
像装置（30）が選択されることになり、４つ以上の固体
撮像装置（30）の接続が可能となる。

第５図は、本発明の固体撮像装置を用いた通信システ
ムの構成を示すブロック図である。

各固体撮像装置（40）は、通信回線（20）とのデータ
の授受を行う送受信回路（17）を備えており、各固体撮
像装置（40）がこの送受信回路（17）を介して通信回線
（20）に接続される。また、通信データ処理回路（16）
は、通信データ検波回路（15）からの通信データADの判
定をするほかに、通信データADに対して所定の処理を施
した後に映像信号Ｙに重畳して送受信回路（17）を介し
て通信回線（20）に出力する。即ち、固体撮像装置（4
0）は、通信データADの受信機能に加えて送信機能を持
ち、通信端末器として働く。このように、共通の同期信
号SYに同期して動作する固体撮像装置（40）を通信端末
器として利用すれば、データの受け渡しの際の送信側と
受信側とのタイミングを新たに一致させる必要はなくな
る。

この通信データADとしては、例えば、１ビット毎にデ
ータの反転するバイフェーズ符号を用い、同期信号SYを
作成するための基本クロックに従ってデータ伝送を行
う。この場合、１水平走査期間に910ビット（NTSC方式
の場合）のデータを伝送することができる。

尚、本実施例に於いては、再生画面を４分割して映像
を表示する場合を例示したが、さらに画素数の少ないCC
Dを用いるか、或いは映像データを適数画素毎に間引く
と共に、水平及び垂直走査期間を映像データに対応して
分割し、夫々のタイミングで固体撮像装置を動作させる
ことで再生画面を９分割や16分割して映像を表示するこ
とができる。

（ト）発明の効果本発明によれば、通信データが示すアドレスに従って
多数の固体撮像装置を回路構成の増大を伴うことなく接
続することができ、極めて安価で、大規模な撮像システ
ムを構成できる。

また、固体撮像装置を通信端末器として利用すること
もでき、映像情報と通信データとを同一の通信回線を用
いて伝送することができ、通信回線の簡略化を図れる。
しかも、各固体撮像装置の動作が共通の同期信号に同期
しているために、通信データを伝送する際に送信側と受
信側とでタイミングを一致させる必要がなくなると共
に、各固体撮像装置間のデータの受け渡しが容易にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置のブロック図、第２図は
同期信号の波形図、第３図は本発明固体撮像装置を用い
る撮像システムのブロック図、第４図は第３図の動作タ
イミング図、第５図は本発明固体撮像装置を用いた通信
システムのブロック図、第６図は従来の撮像システムの
ブロック図、第７図は同期信号の波形図である。（１）〜（４）……テレビカメラ、（５）……テレビモ
ニタ、（６）……メインコントローラ、（10）……CCD
固体撮像素子、（11）……クロック発生回路、（12）…
…タイミング制御回路、（13）……映像信号処理回路、
（14）……同期信号検波回路、（15）……通信データ検
波回路、（16）……通信データ処理回路、（17）……送
受信回路、（20）……通信回線、（30）（40）……固体
撮像装置、（31）……メインコントローラ、（32）……
テレビモニタ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通信回線を介してテレビモニタに接続さ
れ、撮像した画面をテレビモニタに表示させる固体撮像
装置において、上記テレビモニタの表示画面の全面に再
生画面を表示させるに必要な水平方向及び垂直方向の画
素数に対してそれぞれ1/n（ｎ＞１）の画素数を有し、
受光した映像を各画素で光電変換して映像パターンに応
じた情報電荷を蓄積する固体撮像素子と、この固体撮像
素子に蓄積される情報電荷を上記テレビモニタの水平走
査及び垂直走査のタイミングに同期して水平走査期間及
び垂直走査期間にれぞれ1/nの期間で転送出力し、水平
走査期間及び垂直走査期間にそれぞれ1/nの期間だけ映
像成分が重畳され、上記テレビモニタの表示画面に対し
て垂直方向及び水平方向の大きさが1/nに縮小された再
生画面を表示する画面単位で連続する映像信号を得る駆
動回路と、テレビジョン同期信号及び各種通信データが
伝送される通信回線から同期信号及び通信データを夫々
検波する検波回路と、上記同期信号に従って上記駆動回
路の各走査タイミングを設定するタイミング制御回路
と、上記通信データの内容を判別して上記タイミング制
御回路の走査タイミングをデータ内容に応じて変更する
データ処理回路と、を備え、上記同期信号に同期した映
像信号を上記通信回線に送出することを特徴とする固体
撮像装置。
【請求項２】各種通信データを上記映像信号の特定期間
に重畳して上記通信回線に送出する送信回線を備えたこ
とを特徴とする請求項第１項記載の固体撮像装置。