JP3371123B2 - テレビジョンカメラ - Google Patents

テレビジョンカメラ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラヘッド部と信号
処理部とを分離して設けて互いに接続ラインで接続した
テレビジョンカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、図3に示すように、レンズ5
1とCCD撮像素子52とを備えたカメラヘッド部53
と、このカメラヘッド部53で撮像された映像信号を処
理する信号処理部54とを分離して設けて、互いに接続
ライン55で接続したテレビジョンカメラ50がある。
このテレビジョンカメラ50は、カメラヘッド部53を
分離して小型化することで、例えば、操作性の向上を図
っている。
【0003】ところで、この種のテレビジョンカメラ5
0においては、一般に、メカニカルアイリス制御、すな
わち、撮像範囲の明るさに応じてメカニカルアイリス
(絞り)56の口径をアイリスモータ57で変化させる
ことで、映像信号レベルを適正に制御している。
【0004】このようなアイリス制御は図4に示す構成
により実施されていた。すなわち、カメラヘッド部53
は、ダブルサンプリング回路60と、平均値検波手段6
1と、オペアンプ62とを備えており、一方、信号処理
部54はDAコンバータ63を備えている。そして、C
CD撮像素子52の映像出力がダブルサンプリング回路
60でクロック成分を除去されて、さらに、抵抗R1
0、コンデンサC10からなる平均値検波手段61で平
均値検波される。このようにして平均値検波された電圧
Vがオペアンプ62の−端子に加えられる。このオペ
アンプ62の+端子には、DAコンバータ63から制御
電圧VEが加えられている。制御電圧VEは予めDAコン
バータ63に設定されている。すなわち、制御電圧VE
は所望する映像の明るさに応じてDAコンバータ63に
入力されるデータにより予め設定されている。
【0005】オペアンプ62は電圧VVと制御電圧VE
を比較し、電圧VVが制御電圧VEより小さくなると、そ
の出力が上昇し、電圧VVが制御電圧VEより大きくなる
と、その出力が下降するようになっている。そして、こ
のオペアンプ62の出力によりアイリスモータ57が駆
動されるようになっている。したがって、電圧VVが制
御電圧VEより小さくなる、すなわち、映像の明るさが
所定明るさより暗くなると、アイリスモータ57がメカ
ニカルアイリス56の口径を開けるように駆動して映像
を明るくする。一方、映像の明るさが所定明るさより明
るくなると、アイリスモータ57がメカニカルアイリス
56の口径を絞るように駆動して映像を暗くする。この
ように制御することにより、映像の明るさを所定の明る
さに保持している。さらには、被写体の光線状態(逆
光、順光等)に応じてDAコンバータ63で設定する制
御電圧VEの値を変動させることで、映像の明るさを被
写体にた適した明るさに調整できるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
構成されたテレビジョンカメラには、次のような問題が
あった。すなわち、このテレビジョンカメラ50では、
カメラヘッド部53と信号処理部54とを接続ライン5
5によって接続しており、この接続ライン55の扱い易
さがカメラヘッド部53の操作性を左右する。そのた
め、接続ライン55はできるかぎり細径化してその構造
を簡略化する必要がある。しかしながら、DAコンバー
タ63の制御電圧VE信号をカメラヘッド部53側に送
るための接続ラインを設けなければならず、その分、ど
うしても接続ライン55が太径化してその構造が複雑化
してしまい、カメラヘッド部53の操作性を低下させて
いた。さらには、接続ラインを1本余計に配設する分、
製造コストの上昇が避けられなかった。
【0007】さらには、メカニカルアイリス制御にDA
コンバータ63という比較的高価な部品を用いなければ
ならず、その分、さらに製造コストを上昇させていた。
【0008】また、この種のテレビジョンカメラにおい
ては、上述した従来例のように、メカニカルアイリス制
御方式だけではなく、CCD撮像素子52の電荷蓄積時
間(:スチルカメラにおけるシャッター速度に相当)を
電気的に制御することで映像の明るさを制御する、いわ
ゆる電子アイリス制御方式を採用するものがある。これ
ら両テレビジョンカメラでは、アイリス制御を司る部分
以外が、互いに同様の構成を備えているため、できるだ
け部品の共用化を図ることで製造コストの低減を達成し
たいという要望がある。しかしながら、メカニカルアイ
リス制御を採用している上述した従来例のテレビジョン
カメラでは、アイリス制御を司る主要部分の構成が電子
アイリス制御方式のものと全く異なっているために、部
品共用化による製造コスト低減効果を十分に享受できな
いという問題があった。
【0009】したがって、本発明においては、構造を簡
略化して操作性向上と製造コスト低減を図り、さらに
は、製造コストの低減に繋がる部品の共用化を促進する
ことを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明においては、カメラヘッド部と、当該
カメラヘッド部で撮像された映像信号を処理する信号処
理部とを備え、前記カメラヘッド部はCCD撮像素子と
電子アイリス制御部とからなる電子アイリス制御手段、
あるいは、CCD撮像素子とメカニカルアイリス制御部
とからなるメカニカルアイリス制御手段とのいずれかを
備え、前記電子アイリス制御手段は撮影範囲の明るさに
応じてCCD撮像素子の蓄積電荷を制御するものであ
り、前記メカニカルアイリス制御手段は撮影範囲の明る
さに応じた電圧と所望する映像の明るさに応じた制御電
圧との差に応じてCCD撮像素子に到達する光量を調整
するものであり、かつ、前記カメラヘッド部と、前記信
号処理部とを分離して設けて互いに接続ラインで接続し
たテレビジョンカメラであって、前記信号処理部は制御
パルス信号出力手段を備えており、当該制御パルス信号
出力手段は、所望する映像の明るさに応じ、電子アイリ
ス制御手段を用いる場合とメカニカルアイリス制御手段
を用いる場合とで振幅が異なり、かつ、パルス数が異な
るパルスを任意に設定できる制御パルス信号を発生させ
るとともに、当該制御パルス信号を前記接続ラインを構
成するオーバーフロードレインラインに重畳してカメラ
ヘッド部に出力するものであり、前記カメラヘッド部
は、アイリス制御手段としてメカニカルアイリス制御手
段が用いられる際、入力した制御パルス信号のパルス数
に応じて前記制御電圧を発生させて前記メカニカルアイ
リス制御部に出力する制御電圧発生手段を備えているこ
とに特徴を有している。
【0011】
【作用】上記構成によれば、メカニカルアイリス制御部
を制御する信号を、パルス信号にして、既存のオーバー
フロードレインラインを介して信号処理部からカメラヘ
ッド部に送信するので、アイリス制御用に接続ラインを
増設する必要がなくなる。
【0012】また、信号処理部側の制御パルス信号出力
手段は、制御パルス信号を出力すればよく、また、カメ
ラヘッド側の制御電圧発生手段は入力した制御パルス信
号に応じた制御電圧を発生させればよいので、従来例の
ようなDAコンバータといった高価な部品を要すること
なく、これら手段を構成することができるようになる。
【0013】このテレビジョンカメラでは、上述したよ
うに、アイリスを制御する信号であるパルス信号をオー
バーフロードレインラインに重畳している。一方、電子
アイリス制御方式のテレビジョンカメラにおいては、C
CD撮像素子の蓄積電荷を強制放出するために、オーバ
ーフロードレインラインに比較的高電圧のパルス信号を
重畳するという構成を備えており、両者はオーバーフロ
ードレインラインにパルス信号を重畳するという点で構
成が一致している。そのため、本発明の主要構成は、電
子アイリス制御方式のテレビジョンカメラとの間で部品
の共用化が可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。このテレビジョンカメラ1はメカニカル
アイリス制御を行うテレビジョンカメラであって、カメ
ラヘッド部2と信号処理部3とを備え、これらカメラヘ
ッド部2と信号処理部3とを分離して設けて互いに接続
ライン4で接続するという構成を備えている。また、カ
メラヘッド部2は、以下に示すメカニカルアイリス制御
部5を備えている。すなわち、カメラヘッド部2は、C
CD撮像素子52のクロック成分を除去するダブルサン
プリング回路60と、抵抗R1、コンデンサC1からな
りダブルサンプリング回路60の出力を平均値検波する
平均値検波手段61と、平均値検波手段61の出力VV
と、後述する制御電圧VEとを比較し、その差に応じた
出力を発生させるオペアンプ62と、オペアンプ62の
出力により駆動されて、メカニカルアイリス56の口径
を調整するアイリスモータ57とを備えている。以上説
明した基本構成は、図3に示した従来例と同様である。
【0015】このテレビジョンカメラ1は、メカニカル
アイリス制御部5に制御電圧VEを供給する構成に特徴
がある。すなわち、信号処理部3は制御パルス信号出力
手段6を備えている一方、カメラヘッド部2は制御電圧
発生手段7を備えている。制御パルス信号発生手段6
は、図2の(b)に示す基本パルスP1を供給する基本
パルス発生部8と、この基本パルス発生部8で発生させ
た基本パルスP1のパルス数を所定のパルス数に制御す
るパルス数制御部9と、所定のパルス数に制御された基
本パルスP1を反転増幅することで図2(c)に示す制
御パルス信号P2を形成して、カメラヘッド部2に出力
する制御パルス信号形成部10とを備えている。制御パ
ルス信号形成部10は信号処理部3とカメラヘッド部2
とを結ぶ接続ラインのひとつであるオーバーフロードレ
インラインFを介して制御パルス信号P2をカメラヘッ
ド部2に出力している。なお、基本パルス発生部8は、
図2(a)に示す映像信号の水平帰線期間に同期して基
本パルスP1を発生させるので、基本パルスP1が映像
信号に影響を及ぼすことはない。
【0016】制御パルス信号形成部10は、pnp型の
トランジスタQ1と、npn型のトランジスタQ2とを
備えている。これらトランジスタQ1,Q2のベース
は、抵抗R2、コンデンサC2,ないし抵抗R3、コン
デンサC3を介してパルス数制御部9に並列接続されて
おり、各ベースにパルス数制御部9からパルス数を制御
された基本パルスP1が供給されるようになっている。
そして、トランジスタQ1,Q2は供給された基本パル
スP1を反転増幅することにより制御パルス信号P2を
発生させている。
【0017】制御パルス信号形成部10が発生させた制
御パルス信号P2は、結合コンデンサC4でオーバーフ
ロードレインFに重畳されたのち、カメラヘッド部2に
出力される。出力される制御パルス信号P2の振幅は抵
抗R4,R5,R6により5Vに制限されている。
【0018】オーバーフロードレインラインFはCCD
撮像素子52であふれた蓄積電荷を外部に逃がすことで
ブルーミングを防止することを主要な目的として設けら
れた接続ラインであり、CCD撮像素子52を用いたテ
レビジョンカメラでは必須の接続ラインとなっている。
このオーバーフロードレインラインFを介して制御パル
ス信号P2がカメラヘッド部2に出力される 一方、制御電圧発生手段7は、インバータ12とトラン
ジスタQ3とを備えている。インバータ12は、抵抗R
7、コンデンサC5を介してオーバーフロードレインラ
インFから入力された制御パルス信号P2をレベル反転
することにより、図2(d)に示すパルス信号P3を形
成している。このインバータ12には振幅制御用ダイオ
ードD1,D2が接続されており、この振幅制御用ダイ
オードD1,D2によって制御パルス信号P2が所定の
振幅に制御されている。
【0019】トランジスタQ3はベースがインバータ1
2に接続されており、ベースに入力されるパルス信号P
3によってコレクタ電圧を制御するようになっている。
このトランジスタQ3のコレクタ電圧からメカニカルア
イリス制御部5の制御電圧VEが構成されており、この
ように構成された制御電圧VEがオペアンプ62の+端
子に接続されている。オペアンプ62の−端子には、C
CD撮像素子52の映像出力信号が入力されている。映
像出力信号はダブルサンプリング回路60によりクロッ
ク成分を取り除かれている。オペアンプ62の出力はア
イリスモータ57に接続されており、アイリスモータ5
7はオペアンプ62の出力により駆動されるようになっ
ている。
【0020】また、オーバーフロードレインラインFは
CCD撮像素子52にパルス阻止手段13を介して接続
されている。パルス阻止手段13は抵抗R8とコンデン
サC6とから構成されており、オーバーフロードレイン
ラインFを流れる制御パルス信号P2がCCD撮像素子
52に流れ込むことを阻止している。
【0021】次に上記構成を備えたテレビジョンカメラ
1のアイリスコントロールを説明する。
【0022】基本パルス発生部8で発生させた基本パル
スP1(図2(b)参照)をパルス数制御部9で所望す
る映像の明るさに応じたパルス数に制御する。さらにパ
ルス数を制御した基本パルスP1を制御パルス信号発生
部10で反転増幅することで制御パルス信号P2(図2
(c)参照)を形成する。形成された制御パルス信号P
2はオーバーフロードレインラインFを通り、さらに、
抵抗R7、コンデンサC5を介して制御電圧発生手段7
に入力される。オーバーフロードレインラインFはCC
D撮像素子52に接続されているが、パルス阻止手段1
3によって制御パルス信号P2が阻止されるために、制
御パルス信号P2がCCD撮像素子52に到達すること
はない。
【0023】制御電圧発生手段7に入力された制御パル
ス信号P2は、インバータ12でレベル反転され、この
反転パルス信号P3(図2(d)参照)がトランジスタ
Q3のベースに入力される。トランジスタQ3はベース
に入力される反転パルス信号P3により、そのコレクタ
電圧が制御される。すなわち、反転パルス信号P3のパ
ルス数が増加すると、コレクタ電圧が上昇し、反転パル
ス信号P3のパルス数が減少するとコレクタ電圧が下降
する。詳細に述べれば、NTSC方式のテレビジョンカ
メラでは、一垂直走査期間中に、525/2回の水平帰
線が存在する。このように多数存在する水平帰線のうち
どれだけの水平帰線と同期して制御パルス信号P2を送
るかによってコレクタ電圧を制御できる。(図2(e)
参照) このようにして電圧値が制御されるトランジスタQ3の
コレクタ電圧から制御電圧VEが構成され、この制御電
圧VEがオペアンプ62の+端子に入力される。オペア
ンプ62の−端子には、ダブルサンプリング回路60と
平均値検波手段61とを介してCCD撮像素子52の平
均値検波電圧VVが入力されている。そして、オペアン
プ62で電圧VVと制御電圧VEとが比較され、電圧VV
が制御電圧VEより小さくなると、オペアンプ62の出
力が上昇し、電圧VVが制御電圧VEより大きくなると、
出力が下降するようになっている。
【0024】以上のようにして制御されるオペアンプ6
2の出力によりアイリスモータ57が駆動される。した
がって、電圧VVが制御電圧VEより小さくなる、すなわ
ち、映像の明るさが所定明るさより暗くなると、アイリ
スモータ57がメカニカルアイリス56の口径を開ける
ように駆動して映像を明るくする一方、映像の明るさが
所定明るさより明るくなると、アイリスモータ57がメ
カニカルアイリス56の口径を絞るように駆動して映像
を暗くする。このように制御することにより、映像の明
るさを所定の明るさに保持している。さらには、被写体
の光線状態(逆光、順光等)に応じてパルス数制御部9
で設定するパルス数を変動させることで、映像の明るさ
を被写体にた適した明るさに調整できるようになってい
る。
【0025】このように、テレビジョンカメラ1では、
既存のオーバーフロードレインラインFを用いて、制御
電圧VEの制御信号(制御パルス信号P2)をカメラヘ
ッド部2に送信しており、制御電圧VEの制御信号の送
信に新たに接続ラインを設けていない。したがって、そ
の分、接続ライン4の構造が簡素化されて、カメラヘッ
ド部2の引き回しが容易になるうえ、接続ラインを増設
する必要がないので、製造コストが低減されている。ま
た、制御信号をパルス信号の形態で伝送しており、その
ために、伝送路に比較的安価なインバータ12を介在さ
せるだけて、制御信号の伝送を行えるようになってい
る。したがって、従来のように、制御信号の伝送に高価
なDAコンバータを必要とせず、この点ても製造コスト
の低減が達成されている。
【0026】ところで、このテレビジョンカメラ1は、
メカニカルアイリス制御方式のテレビジョンカメラであ
ったが、このテレビジョンカメラ1の構成を用いれば、
各機能手段を構成する電子部品の一部に代えて、定数の
異なる電子部品を配設するだけで、電子アイリス制御方
式(CCD撮像素子52の電荷蓄積時間を電気的に制御
することで映像の明るさを制御する方式)のテレビジョ
ンカメラを構成することができ、両アイリス制御方式の
テレビジョンカメラで部品を大幅に共用化できる。
【0027】すなわち、電子アイリス制御方式では、C
CD撮像素子52の蓄積電荷を強制放出するために、オ
ーバーフロードレインラインFに比較的高電圧のパルス
を重畳するという構成を備えており、オーバーフロード
レインラインFにパルス信号を重畳するという点で構成
が一致している。両者の違いは、カメラヘッド部2に送
信するパルス信号の振幅の違い、および、CCD撮像素
子52にパルス信号を送信するか否かの違いだけであ
る。すなわち、メカニカルアイリス制御方式である本実
施例のテレビジョンカメラ1では前述したように振幅5
Vのパルス信号をカメラヘッド部2に送信している。一
方、電子アイリス制御方式では、振幅約22Vのパルス
信号をカメラヘッド部2に送信している。また、本実施
例のテレビジョンカメラ1では、CCD撮像素子52の
手前にパルス阻止手段13を設けて、パルス信号がCC
D撮像素子52に入力されないようになっている。一
方、電子アイリス制御方式では、パルス信号をCCD撮
像素子52に入力することで蓄積電荷の強制放出を図っ
ている。
【0028】そのため、このテレビジョンカメラ1を構
成する次の電子部品を、電子アイリス制御方式に適した
定数のものに取り替えることで、電子アイリス制御方式
のテレビジョンカメラとして機能させることができる。
具体的には、抵抗R4、R5をメカニカルアイリス制御
方式に適したものから電子アイリス制御方式に適したも
の(例えば抵抗値10Ωの抵抗)に取り替える。また、
抵抗R6をメカニカルアイリス制御方式に適したものか
ら電子アイリス制御方式に適したもの(例えば抵抗値1
MΩの抵抗)に取り替える。さらには、抵抗R8とコン
デンサC6とを取り除いて、オーバーフロードレインラ
インFを直接CCD撮像素子52に接続する。このよう
な電子部品の取り替えだけて、電子アイリス制御方式の
テレビジョンカメラのアイリス制御部品となる。換言す
れば、このテレビジョンカメラ1は、同じ配線パターン
を備えた回路基板を用意し、この回路基板に実装する電
子部品(抵抗、コンデンサ)を、各アイリス制御方式に
適した定数のものに取り替えるだけで、各アイリス制御
方式用の構成部品となる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、メカニカ
ルアイリス制御部を制御する信号を、パルス信号にし
て、既存のオーバーフロードレインラインを介して信号
処理部からカメラヘッド部に送信するので、アイリス制
御用に接続ラインを増設する必要がなくなった。また、
信号処理部側の制御パルス信号出力手段は、制御パルス
信号出力を出力すればよく、また、カメラヘッド側の制
御電圧発生手段は入力した制御パルス信号に応じた制御
電圧を発生させればよいので、従来例のようなDAコン
バータといった高価な部品を要することなく、これら手
段を構成することができるようになった。このような理
由により、本発明のテレビジョンカメラは、構造の簡略
化による操作性の向上と製造コストの低減を達成するこ
とができた。
【0030】また、メカニカルアイリス制御方式である
本発明のテレビジョンカメラでは、アイリスを制御する
信号であるパルス信号をオーバーフロードレインライン
に重畳している。一方、電子アイリス制御方式のテレビ
ジョンカメラにおいては、CCD撮像素子の蓄積電荷を
強制放出するために、オーバーフロードレインラインに
比較的高電圧のパルスを重畳するという構成を備えてお
り、オーバーフロードレインラインにパルス信号を重畳
するという点で両者の構成が一致している。そのため、
本発明のテレビジョンカメラは、電子アイリス制御方式
のテレビジョンカメラとの間で、製造コストの低減に繋
がる部品の共用化が促進されるという効果がある。
【0031】また、オーバーフロードレインラインに
は、重畳された制御パルス信号がCCD撮像素子に到達
するのを阻止するパルス阻止手段が配設されていれば、
制御パルス信号がCCD撮像素子に影響を及ぼすといっ
た不都合は起きない。
【0032】さらには、制御パルス信号出力手段が、制
御パルス信号を映像信号の水平帰線期間に同期して出力
するものであれば、制御パルス信号が映像信号に影響を
及ぼすといった不都合も起きない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るテレビジョンカメラの
主要部分の回路構成を示す回路図である。
【図2】実施例のテレビジョンカメラが発生させる各信
号を示す図である。
【図3】本発明のテレビジョンカメラの基本構成を示す
図である。
【図4】従来例のテレビジョンカメラの主要部分の回路
構成を示す回路図である。
【符号の説明】
2 カメラヘッド部 3 信号処理部 4 接続ライン 5 メカニカルアイリス制御部 6 制御パルス信号出力手段 7 制御電圧発生手段 P2 制御パルス信号 VE 制御電圧

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カメラヘッド部と、当該カメラヘッド部
    で撮像された映像信号を処理する信号処理部とを備え、
    前記カメラヘッド部はCCD撮像素子と電子アイリス制
    御部とからなる電子アイリス制御手段、あるいは、CC
    D撮像素子とメカニカルアイリス制御部とからなるメカ
    ニカルアイリス制御手段とのいずれかを備え、前記電子
    アイリス制御手段は撮影範囲の明るさに応じてCCD撮
    像素子の蓄積電荷を制御するものであり、前記メカニカ
    ルアイリス制御手段は撮影範囲の明るさに応じた電圧と
    所望する映像の明るさに応じた制御電圧との差に応じて
    CCD撮像素子に到達する光量を調整するものであり、
    かつ、前記カメラヘッド部と、前記信号処理部とを分離
    して設けて互いに接続ラインで接続したテレビジョンカ
    メラであって、 前記信号処理部は制御パルス信号出力手段を備えてお
    り、当該制御パルス信号出力手段は、所望する映像の明
    るさに応じ、電子アイリス制御手段を用いる場合とメカ
    ニカルアイリス制御手段を用いる場合とで振幅が異な
    り、かつ、パルス数が異なるパルスを任意に設定できる
    制御パルス信号を発生させるとともに、当該制御パルス
    信号を前記接続ラインを構成するオーバーフロードレイ
    ンラインに重畳してカメラヘッド部に出力するものであ
    り、 前記カメラヘッド部は、アイリス制御手段としてメカニ
    カルアイリス制御手段が用いられる際、入力した制御パ
    ルス信号のパルス数に応じて前記制御電圧を発生させて
    前記メカニカルアイリス制御部に出力する制御電圧発生
    手段を備えていることを特徴とするテレビジョンカメ
    ラ。
  2. 【請求項2】 アイリス制御手段としてメカニカルアイ
    リス制御手段が用いられる際、前記オーバーフロードレ
    インラインには、重畳された制御パルス信号がCCD素
    子に到達するのを阻止するパルス阻止手段が配置されて
    いることを特徴とする請求項1記載のテレビジョンカメ
    ラ。
  3. 【請求項3】 前記制御パルス信号出力手段は、映像信
    号の水平帰線期間に同期して前記制御パルスを出力する
    ものであることを特徴とする請求項1または請求項2記
    載のテレビジョンカメラ。
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