JPH04322594A - 撮像システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の撮像装置から得
られる映像を単一の再生画面上に表示する撮像システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のテレビカメラが用いられる監視シ
ステム等では、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あるいはテ
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。

【０００３】図３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１ａ〜１ｄを用
いてテレビモニタ２上に４つの再生画面を分割表示する
場合を示す。各テレビカメラ１ａ〜１ｄは、メインコン
トローラ３に並列接続されており、各テレビカメラ１ａ
〜１ｄから出力される映像信号Ｙａ〜Ｙｄがメインコン
トローラ３に入力される。このメインコントローラ３は
、同期信号発生回路４、画面制御回路５及びフィールド
メモリ６を備えており、各テレビカメラ１ａ〜１ｄ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
Ｙａ〜Ｙｄを合成して４つの映像を同一画面上に分割表
示する映像信号Ｙｍを作成してテレビモニタ２に供給す
る。

【０００４】同期信号発生回路４は、各テレビカメラ１
ａ〜１ｄに同期信号ＳＹを供給して各テレビカメラ１ａ
〜１ｄの動作タイミングを一致させている。一方、画面
制御回路５は、各テレビカメラ１ａ〜１ｄから得られる
映像信号Ｙａ〜Ｙｄ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６に記憶させると共に、このフィ
ールドメモリ６から所定の順序で映像情報を読み出して
映像信号Ｙｍを作成する。即ち、映像信号Ｙａ〜Ｙｄ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６に記憶され、各テレビ
カメラ１ａ〜１ｄ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Ｙｍが得られる。例えば、図４
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の期間において、水平走査の
前半１／２の期間に映像信号Ｙａ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Ｙｂ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
の期間において、水平走査の前半１／２の期間に映像信
号Ｙｃ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Ｙｄに対応する映像情報を読み
出して映像信号Ｙｍ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１ａ〜１ｄからの映像
が同時に表示される。

【０００５】ところで、上述の如き撮像システムを構成
する場合、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６や、このフィールドメモリ６に映像
情報を記憶する一方でフィールドメモリ６から映像情報
を読み出して合成する画面制御回路５等の大規模な回路
構成が必要となるため、コスト高を招くことになる。そ
こで、複数の映像を得る撮像システムのコストを低減さ
せる方法として、本出願人は、特願平１−３３７３５８
号を提案している。

【０００６】図５は、接続を簡略化した撮像システムの
構成を示すブロック図である。ここでは、図３と同様に
４台のテレビカメラを用いる場合を説明するが、図面の
簡略化のため、同一構成のカメラについて一部図面を省
略してある。各テレビカメラの動作の基準となるテレビ
カメラ１０は、同期信号ＳＹを発生する同期信号発生回
路１１を内蔵し、この同期信号ＳＹに応じて動作するこ
とにより、同期信号ＳＹに従う映像信号Ｙ０を出力する
。同期信号発生回路１１は、カウンタ及びデコーダで構
成され、一定周期のクロックを分周することで水平走査
周期及び垂直走査周期の各成分を含む同期信号ＳＹを作
成し、タイミング制御回路１２に供給する。タイミング
制御回路１２は、ＣＣＤ固体撮像素子１３を駆動する駆
動クロック発生回路１４と、ＣＣＤ１３の出力に対して
所定の信号処理を施す信号処理回路１５の動作タイミン
グを制御するもので、水平走査タイミング及び垂直走査
タイミングを決定するタイミングパルスを駆動クロック
発生回路１４及び信号処理回路１５に供給する。従って
、ＣＣＤ１３の走査タイミングが同期信号ＳＹに同期す
ると共に、ＣＣＤ１３の出力に、同期信号ＳＹに同期し
てサンプルホールド、レベル補正等の信号処理が施され
ることになる。ところで、ＣＣＤ固体撮像素子１３は、
撮像領域の画素数が通常の１／４、即ち水平及び垂直画
素数が１／２に設定されており、その出力が水平走査期
間及び垂直走査期間においてそれぞれ１／２の期間で完
了するように構成されている。

【０００７】一方、テレビカメラ１０の出力に対して直
列に接続される３台のテレビカメラ２０ａ〜２０ｃは、
入力される映像信号Ｙ０から同期信号ＳＹを検波する同
期分離回路２１が内蔵され、検波された同期信号ＳＹに
基づいて動作し、この同期信号ＳＹに同期した映像信号
Ｙａ〜Ｙｃを出力する。同期分離回路２１で検波された
同期信号ＳＹは、タイミング制御回路２２に入力され、
このタイミング制御回路２２からＣＣＤ固体撮像素子２
３を駆動する駆動クロック発生回路２４及びＣＣＤ２３
の出力に対して各種信号処理を施す信号処理回路２５に
タイミングパルスが供給される。このタイミング制御回
路２２から各部にタイミングパルスが供給される構成は
、動作の基準となるテレビカメラ３０と同一構成である
。ここでタイミング制御回路２２は、同期信号ＳＹを各
テレビカメラ２０ａ〜２０ｃ独自のタイミングに変更す
ることで、ＣＣＤ２３からの映像成分が各テレビカメラ
２０ａ〜２０ｃ毎に重なり合うことがないように駆動ク
ロック発生回路２４及び信号処理回路２５の動作タイミ
ングを設定する。各テレビカメラ２０ａ〜２０ｃのＣＣ
Ｄ２３は、テレビカメラ１０のＣＣＤ１３と同様に撮像
領域の画素数が１／４に設けられており、それぞれが各
テレビカメラ２０ａ〜２０ｃ独自のタイミングで駆動さ
れることにより、水平走査期間及び垂直走査期間の１／
２の期間に映像成分が重畳された各映像信号Ｙａ〜Ｙｃ
を出力することになる。各テレビカメラ２０ａ〜２０ｃ
から出力される各映像信号Ｙａ〜Ｙｃは、水平走査及び
垂直走査のタイミングが一致しているため、基準となる
映像信号Ｙ０に映像信号Ｙａ〜Ｙｃを順次足し合わせる
ことにより、図３の撮像システムのメインコントローラ
３から得られるような、４台のテレビカメラ１０、２０
ａ〜２０ｃからの映像を分割表示する映像信号Ｙｍが得
られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各テレ
ビカメラ１０、２０ａ〜２０ｃに設けられる信号処理回
路１５、２５においては、サンプリングや増幅に加えて
、ガンマ補正やレベルクリップ等の信号処理が施される
ため、信号処理回路１５、２５の回路規模が大きくなり
、テレビカメラ１０、２０ａ〜２０ｃのコストを増大さ
せる要因の一つとなっている。特に、複数のテレビカメ
ラを用いる撮像システムの場合、各テレビカメラ１０、
２０ａ〜２０ｃのコストが撮像システム全体のコストに
大きく影響を与えることになるため、各テレビカメラ１
０、２０ａ〜２０ｃ毎のコストの低減が望まれる。

【０００９】そこで本発明は、各テレビカメラの回路構
成を簡略化して撮像システムのコストを削減することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は上述の課
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、映像信号及び同期信号が伝送される伝送ライン
により複数の撮像装置を接続し、各撮像装置から出力さ
れる映像信号を合成することで、再生画面上に各撮像装
置で得られる映像を分割表示する撮像システムにおいて
、各撮像装置は、上記伝送ライン上の同期信号に従って
撮像素子の走査タイミングを設定するタイミング制御回
路と、上記同期信号に同期して上記撮像素子の出力をサ
ンプリングするサンプルホールド回路と、このサンプル
ホールド出力に対して信号レベルに応じた利得を与える
自動利得制御回路と、を備え、上記撮像素子からの映像
成分を含む第１の映像信号を上記伝送ラインに出力し、
上記伝送ライン上で合成して複数の撮像装置からの映像
成分を含む第２の映像信号を得ると共に、上記第２の映
像信号に対して各種信号処理を施し、複数の映像を再生
画面上に分割表示する第３の映像信号を得ることにある
。

【００１１】

【作用】本発明によれば、各撮像装置の撮像素子の出力
レベルを所定のレベルに調整した後に伝送ラインに出力
し、必要な信号処理を伝送ラインの信号を受ける側で施
すようにしたことで、複数の撮像装置の出力に対して一
つの信号処理回路で対応できるようになり、各撮像装置
の信号処理回路が大幅に簡略化される。従って、各撮像
装置の回路規模が縮小されてコストが削減されることに
なる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の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台のテレビカメラを接
続して４分割の映像を得る場合を説明するが、図面の簡
略化のため、同一構成のカメラについて一部図面を省略
してある。動作の基準となるテレビカメラ３０は、同期
信号ＳＹを発生する同期信号発生回路３１、同期信号Ｓ
Ｙを受けて各部の動作タイミングを決定するタイミング
制御回路３２及びＣＣＤ固体撮像素子３３に駆動クロッ
クを与えて駆動する駆動クロック発生回路３４を有し、
タイミング制御回路３２が設定するタイミングに従うＣ
ＣＤ３３からの出力に対して相関二重サンプリング（Ｃ
ＤＳ）回路３５及び自動利得制御（ＡＧＣ）回路３６に
おいてサンプリング及び利得制御の処理を施して映像信
号Ｙ０を伝送ラインＬ０に出力する。ここで、同期信号
発生回路３１、タイミング制御回路３２及び駆動クロッ
ク発生回路３４は、図５のものと同一で、水平走査周期
及び垂直走査成分を含む同期信号発生回路３１からの同
期信号ＳＹを受けるタイミング制御回路３２により、駆
動クロック発生回路３４及びＣＤＳ回路３５、ＡＧＣ回
路３６の動作タイミングを決定するように構成される。 またＣＣＤ３３についても、撮像領域の画素数が通常の
１／４、即ち水平及び垂直画素数が１／２に設定される
。

【００１３】ＣＤＳ回路３５は、基準レベルと映像信号
レベルとを繰り返すＣＣＤ３３の出力に対して、基準レ
ベルと映像信号レベルとをそれぞれサンプリングし、そ
の差を取り出すことで正確な信号レベルが得られように
構成される。このため、基準レベルと信号レベルとを繰
り返すＣＣＤ３３の出力から、信号レベルのみが取り出
され、撮像領域に蓄積される信号電荷量を忠実に再現し
た信号がＡＧＣ回路３６に入力される。ＡＧＣ回路３６
は、ＣＤＳ回路３５の出力に対してそのレベルに応じた
利得を与えることでレベルを安定化し、所定レベルの映
像信号Ｙ０を伝送ラインＬ０に出力する。ここで伝送ラ
インＬ０に出力される映像信号Ｙ０は、同期信号ＳＹに
従うフォーマットを有しており、水平走査期間及び垂直
走査期間の１／２の期間に映像成分が重畳される。

【００１４】一方、テレビカメラ３０に対して伝送ライ
ンＬ０〜Ｌ３により直列に接続される３台のテレビカメ
ラ４０ａ、４０ｂ、５０は、それぞれ、伝送ラインＬ１
〜Ｌ３から同期信号ＳＹを分離する同期分離回路４１、
５１、同期信号ＳＹを受けて各部の動作タイミングを決
定するタイミング制御回路４２、５２及びＣＣＤ固体撮
像素子４３、５３に駆動クロックを与えて駆動する駆動
クロック発生回路４４、５４を有し、ＣＣＤ４３、５３
の出力に対してＣＤＳ回路４５、５５及びＡＧＣ回路４
６、５６でサンプリング及び利得制御が施され、映像信
号Ｙ０に同期した映像信号Ｙａ〜Ｙｃを順次重畳して伝
送ラインＬ１〜Ｌ３に出力する。従って、テレビカメラ
４０ａの入力側の伝送ラインＬ０には、テレビカメラ３
０で得られた映像信号Ｙ０が重畳され、テレビカメラ４
０ａの出力側の伝送ラインＬ１には、映像信号Ｙ０にテ
レビカメラ４０ａで得られた映像信号Ｙａが足し合わさ
れた映像信号Ｙ１が重畳される。同様にして、テレビカ
メラ４０ｂ及び５０の出力側の伝送ラインＬ２及びＬ３
には、それぞれ、映像信号Ｙ１にテレビカメラ４０ｂで
得られる映像信号Ｙｂが足し合わされた映像信号Ｙ２と
、この映像信号Ｙ２にテレビカメラ５０で得られる映像
信号Ｙｃが足し合わされた映像信号Ｙ３とが重畳される
。

【００１５】また、各テレビカメラ３０、４０ａ、４０
ｂからの映像信号Ｙ２を受けるテレビカメラ５０には、
この映像信号Ｙ２に映像信号Ｙｃを重畳した後の映像信
号Ｙ３に対してガンマ補正やレベルクリップ等の信号処
理を施す信号処理回路５７が設けられており、このテレ
ビカメラ５０から各テレビカメラ３０、４０ａ、４０ｂ
、５０からの映像を分割表示する映像信号Ｙｍが出力さ
れる。この信号処理回路５７は、ローパスフィルタやデ
ィレイライン等の回路規模の縮小が困難な回路で構成さ
れるため、テレビカメラ５０については、他のテレビカ
メラ３０、４０ａ、４０ｂに比して回路規模が大きくな
っている。しかしながら、テレビカメラ３０、４０ａ、
４０ｎ側で従来より必要とされていた信号処理回路を４
台のテレビカメラに対して一つだけ設けるのみで良くな
り、撮像システム全体として回路構成が簡略化される。

【００１６】図２は、本発明の他の実施例を示すブロッ
ク図である。この図においても、４台のテレビカメラを
接続して４分割の画面を得る場合を示し、同一構成のテ
レビカメラについて一部図面を省略してある。動作の基
準となるテレビカメラ６０は、基本的に図１のテレビカ
メラ３０と同様の構成であり、同期信号発生回路６１、
タイミング制御回路６２、ＣＣＤ固体撮像素子６３及び
駆動クロック発生回路６４を有し、ＣＣＤ６３の出力に
対してサンプリング及びレベル調整の処理がＣＳＤ回路
６５及びＡＧＣ回路６６で施されて映像信号Ｙ０が伝送
ラインＬに出力される。また、テレビカメラ６０には、
後述するテレビカメラ７０ａ〜７０ｃから伝送ラインＬ
を介して入力される映像信号Ｙａ〜Ｙｃ及び映像信号Ｙ
０の合成信号に対して所定の信号処理を施す信号処理回
路６７が設けられる。従って、テレビカメラ６０から伝
送ラインＬに同期信号ＳＹを含む映像信号Ｙ０が出力さ
れる。

【００１７】伝送ラインＬに並列に接続される３台のテ
レビカメラ７０ａ〜７０ｃは、それぞれ、伝送ラインＬ
から同期信号ＳＹを検波する同期分離回路７１、同期信
号ＳＹを受けて各部の動作タイミングを決定するタイミ
ング制御回路７２及びＣＣＤ固体撮像素子７３に駆動ク
ロックを与える駆動クロック発生回路７４を有し、ＣＣ
Ｄ７３の出力に対してＣＤＳ回路７５及びＡＧＣ回路７
６でサンプリング及び利得制御が施され、映像信号Ｙ０
に同期した映像信号Ｙａ〜Ｙｃを伝送ラインＬに重畳す
る。各テレビカメラ７０ａ〜７０ｃのＣＣＤ７３は、テ
レビカメラ６０のＣＣＤ６３と同様に撮像領域の画素数
が１／４に形成されており、各映像信号Ｙａ〜Ｙｃは、
それぞれ水平走査期間及び垂直走査期間の１／２の期間
に映像成分が重畳されることになる。この映像成分が重
畳される期間は、各タイミング制御回路６２の制御によ
りテレビカメラ６０、７０ａ〜７０ｃからの映像が互い
に重なり合うことがないように設定される。従って、伝
送ラインＬには、映像信号Ｙ０、Ｙａ〜Ｙｃがそれぞれ
重畳されることになる。

【００１８】伝送ラインＬに重畳された映像信号Ｙ０、
Ｙａ〜Ｙｃは、テレビカメラ６０に設けられる信号処理
回路６７に入力されてガンマ補正、レベルクリップ等の
所定の処理が施され、この信号処理回路６７から各テレ
ビカメラ６０、７０ａ〜７０ｃからの映像を４分割表示
する映像信号Ｙｍがテレビモニタに供給される。ここで
、テレビカメラ６０は、回路規模の大きな信号処理回路
６７や同期信号発生回路６１が設けられることになるた
め、各テレビカメラ７０ａ〜７０ｃに比して回路構成が
大きくなるが、図１の場合と同様に、各テレビカメラ７
０ａ〜７０ｃの回路構成が信号処理回路の分だけ縮小さ
れ、撮像システム全体として回路構成が簡略化される。

【００１９】以上の構成によれば、基準となるテレビカ
メラ３０、６０を除いて、信号処理回路を大幅に簡略化
することができるため、テレビカメラ３０、６０に複数
のテレビカメラが接続される撮像システムの場合、コス
トの低減が可能になる。ところで、本実施例においては
、同期信号発生回路３１、６１及び信号処理回路５７、
６７をテレビカメラ内に設ける場合を例示したが、これ
らの回路を独立に設けて中央制御装置として伝送ライン
に接続するように構成することも可能である。この場合
、各テレビカメラとも同一構成となる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、伝送ラインにより接続
される複数のテレビカメラの信号処理回路を簡略化する
ことができるため、複数のテレビカメラの回路構成が縮
小されて各テレビカメラのコストが削減される。特に、
伝送ラインに接続されるテレビカメラの数が多くなると
、テレビカメラのコストの低減の効果が大きくなり、撮
像システムのコストを大幅に削減することが可能になる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図３】従来のシステムの構成を示すブロック図である
。

【図４】再生画面の構成を示す模式図である。

【図５】各テレビカメラを同期させる撮像システムの構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ、　　テレビカメラ ２　　テレビモニタ ３　　メインコントローラ １０、２０ａ〜２０ｃ　　テレビカメラ１１　　同期信
号発生回路 １２、２２　　タイミング制御回路 １３、２３　　ＣＣＤ固体撮像素子 １４、２４　　駆動クロック発生回路 １５、２５　　信号処理回路 ２１　　同期分離回路 ３０、４０ａ、４０ｂ、５０　　テレビカメラ３１　　
同期信号発生回路 ３２、４２、５２　　タイミング制御回路３３、４３、
５３　　ＣＣＤ固体撮像素子３４、４４、５４　　駆動
クロック発生回路３５、４５、５５　　ＣＤＳ回路 ３６、４６、５６　　ＡＧＣ回路 ５７　　信号処理回路 ６０、７０ａ〜４０ｃ　　テレビカメラ６１　　同期信
号発生回路 ６２、７２　　タイミング制御回路 ６３、７３　　ＣＣＤ固体撮像素子 ６４、７４　　駆動クロック発生回路 ６５、７５　　ＣＤＳ回路 ６６、７６　　ＡＧＣ回路 ６７　　信号処理回路 Ｌ、Ｌ０〜Ｌ３　　伝送ライン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　映像信号及び同期信号が伝送される伝
   送ラインにより複数の撮像装置を接続し、各撮像装置か
   ら出力される映像信号を合成することで、再生画面上に
   各撮像装置で得られる映像を分割表示する撮像システム
   において、各撮像装置は、上記伝送ライン上の同期信号
   に従って撮像素子の走査タイミングを設定するタイミン
   グ制御回路と、上記同期信号に同期して上記撮像素子の
   出力をサンプリングするサンプルホールド回路と、この
   サンプルホールド出力に対して信号レベルに応じた利得
   を与える自動利得制御回路と、を備え、上記撮像素子か
   らの映像成分を含む第１の映像信号を上記伝送ラインに
   出力し、上記伝送ライン上で合成して複数の撮像装置か
   らの映像成分を含む第２の映像信号を得ると共に、上記
   第２の映像信号に対して各種信号処理を施し、複数の映
   像を再生画面上に分割表示する第３の映像信号を得るこ
   とを特徴とする撮像システム。
2. 【請求項２】　　上記伝送ラインから取り込んだ上記第
   ２の映像信号に対して各種信号処理を施す手段を有する
   撮像装置を上記伝送ラインに接続し、この撮像装置より
   上記第３の映像信号を得ることを特徴とする請求項１記
   載の撮像システム。
3. 【請求項３】　　複数の上記撮像装置を上記伝送ライン
   で直列に接続し、各撮像装置からの上記第１の映像信号
   を重畳した上記第２の映像信号を同期信号と共に次段の
   撮像装置に順次供給することを特徴とする請求項１記載
   の撮像システム。
4. 【請求項４】　　共通の上記伝送ラインに複数の上記撮
   像装置を並列に接続し、各撮像装置の一つから同期信号
   を含む上記第１の映像信号を伝送ラインに出力すること
   を特徴とする請求項１記載の撮像システム。