JPH0777437B2

JPH0777437B2 - 固体撮像装置及び画面表示方法

Info

Publication number: JPH0777437B2
Application number: JP1337358A
Authority: JP
Inventors: 良仁東堤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH03198484A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、再生画面の特定範囲に映像を形成する固体撮
像装置及び、この固体撮像装置を複数用いて再生画面上
に各固体撮像装置の映像を同時に表示する画面表示方法
に関する。

（ロ）従来の技術複数のテレビカメラを用いる監視システム等に於いて
は、各テレビカメラの映像が同時に再生可能なように構
成されている。このように複数の再生画面を同時に得る
方法としては、複数のテレビモニタ上に各テレビカメラ
の映像を夫々再生する方法や、テレビモニタの画面を分
割し、各分割領域に各テレビカメラの映像を夫々再生す
る方法があげられる。一般の監視システムでは、高い解
像度は特に必要とされないが多数の再生画面を得ること
が必要となるため、１台のテレビモニタ上に複数の再生
画面を表示する方法が採用される傾向にある。

第９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）に並列に接続されており、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つの映像を一画上に表示す
る映像信号Ymを作成し、テレビモニタ（５）に供給す
る。

同期信号発生回路（6a）は各テレビカメラ（１）〜
（４）に同期信号Ｃを供給して各テレビカメラ（１）〜
（４）の動作を同期させ、各映像信号Y₁〜Y₄のタイミン
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1/2に圧縮し、４
つの映像に対応する映像情報をフィールドメモリ（6c）
に一旦記憶させると共に、フィールドメモリ（6c）から
所定の順序で映像情報を読出して映像信号Ymを作成す
る。即ち、映像信号Y₁〜Y₄は、水平及び垂直方向で１画
素毎の信号が間引かれてフィールドメモリ（6c）に夫々
記憶され、４つの映像に対応する映像情報が水平走査の
1/2周期毎、垂直走査の1/2周期毎に夫々読出されること
で、再生画面を４分割して映像を形成する映像信号Ymが
得られる。例えば、第10図に示す如く、Ａ〜Ｄの４つの
分割領域に画面を表示する場合、垂直走査の前半1/2の
期間に於いては、水平走査の前半1/2の期間で映像信号Y
₁に対応する情報を読出し、後半の1/2の期間で映像信号
Y₂に対応する情報を読出す。そして垂直走査の後半1/2
の期間に於いては、水平走査の前半1/2の期間で映像信
号Y₃に対応する情報を読出し、後半1/2の期間で映像信
号Y₄に対応する情報を読出して映像信号Ymを作成する。
従って、再生画面のＡ〜Ｄの領域に各テレビカメラ
（１）〜（４）の映像が同時に表示される。

（ハ）発明が解決しようとする課題しかしながら、上述の如き撮像システムを実現する場
合、複数のテレビカメラ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
画面を表示する映像信号Ym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録でき
るフィールドメモリ（6c）や、このフィールドメモリ
（6c）に情報を記録したり、情報を読出して合成する画
面制御回路（6b）等の大規模な回路構成を必要とするた
め、大幅なコスト高を伴うことになる。

また、各テレビカメラ（１）〜（４）から得られる映像
信号Y₁〜Y₄を水平及び垂直方向で間引いて圧縮するた
め、各テレビカメラ（１）〜（４）の有している本来の
解像度が十分に生かされておらず、非常に無駄の多いシ
ステムとなっている。

そこで本発明は、テレビカメラの無駄を省くと共に各テ
レビカメラの接続するための回路の簡略化を図り、コス
トを大幅に低減することを目的とする。

（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なされたもので、
第１の特徴は、垂直方向に再生画面の1/nの画素数を有
し受光した映像を光電変換して映像パターンに応じた情
報電荷を発生する固体撮像素子、上記情報電荷を垂直方
向に転送すると共に垂直方向に転送された上記情報電荷
を一行毎に水平方向に転送出力する駆動手段、この駆動
手段の動作タイミングを再生画面の同期信号に対応して
設定するタイミング設定手段、を備え、上記駆動手段が
上記光電荷を再生画面の水平走査期間の1/nの期間で水
平方向に転送し、上記タイミング設定手段の動作タイミ
ングの設定に従って再生画面上の特定の範囲内に水平及
び垂直方向が再生画面の1/nの映像を表示する映像信号
を得ることにある。

また、第２の特徴は、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発生する固体撮像素子、上
記情報電荷を垂直方向に転送すると共に垂直方向に転送
された上記情報電荷を水平方向に転送出力する駆動手
段、この駆動手段の動作タイミングを再生画面の同期信
号に対応して設定するタイミング設定手段、を備え、上
記駆動手段が上記光電荷を再生画面の垂直走査期間の1/
nの期間で垂直方向に転送すると共に再生画面の水平走
査期間の1/nの期間で水平方向に転送し、上記タイミン
グ設定手段の設定に従って再生画面の特定範囲内に水平
及び垂直方向が再生画面の1/nの映像を表示する映像信
号を得ることにある。

そして、上述の如く再生画面の特定範囲に映像を表示す
る固体撮像装置を用いて再生画面上に映像を表示する画
面表示方法に於いて、上記固体撮像装置を複数接続し、
各固体撮像装置の上記駆動手段を共通の同期信号に従っ
て動作させると共に、各上記タイミング設定手段のタイ
ミングの設定を各固体撮像装置毎に水平走査期間及び垂
直走査期間の1/n期間単位で異ならせ、各固体撮像装置
から得る映像信号を合成することで水平及び垂直方向に
ｎ分割された再生画面の各分割領域に各固体撮像装置の
映像を表示することを特徴としている。

（ホ）作用本発明に依れば、固体撮像素子が水平走査期間及び垂直
走査期間の1/n期間に駆動されると共に、駆動タイミン
グが水平走査期間及び垂直走査期間内で任意に設定さ
れ、水平走査期間及び垂直走査期間内の特定期間に映像
信号を出力するため、設定される駆動タイミングに従っ
て再生画面の任意の位置に再生画面の1/nの映像を表示
することができる。

また、固体撮像素子が水平走査期間及び垂直走査期間の
1/n期間に駆動される固体撮像装置を複数接続し、各固
体撮像装置毎に固体撮像素子の駆動タイミングを一定の
期間単位で異ならせることで、各固体撮像装置が水平走
査期間及び垂直走査期間に順次駆動され、各固体撮像装
置から互いに重なり合うことなく映像信号が得られ、各
映像信号を合成することで再生画面を分割して複数の映
像を同時に表示することができる。

（へ）実施例本発明の一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の動作を示すタイミング
図で同図（ａ）が垂直走査期間（1V）単位、同図（ｂ）
が水平走査期間（1H）単位を示しており、第２図はその
固体撮像装置の構成を示すブロック図である。

フレーム転送方式のCCD固体撮像素子（10）は、撮像部
（10I）、蓄積部（10S）及び水平転送部（10H）からな
り、光電変換に依り撮像部（10I）に発生する情報電荷
を蓄積部（10S）に一旦転送蓄積し、蓄積部（10S）の情
報電荷を水平転送部（10H）を介して映像信号Ｙとして
出力する。このCCD（10）は、撮像部（10I）の垂直方向
の画素数が再生画面の1/2の画素数に設定されており、
これに対応して蓄積部（10S）の画素数も設定されてい
る。

一方、CCD（10）を駆動する駆動回路（11）は、撮像部
（10I）に垂直転送クロックφ_Ｖを供給する垂直転送ク
ロック発生回路（11V）、蓄積部（10S）に蓄積転送クロ
ックφ_Ｓを供給する蓄積転送クロック発生回路（11S）
及び水平転送部（10H）に水平転送クロックφ_Ｈを供給
する水平転送クロック発生回路（11H）からなり、垂直
転送タイミング制御回路（12）及び水平転送タイミング
制御回路（13）の出力に従ってCCD（10）をパルス駆動
する。即ち、垂直転送クロック発生回路（11V）は、垂
直転送タイミング信号VTに従って、情報電荷を蓄積部
（10S）に一画面単位で転送し、蓄積転送クロック発生
回路（11S）は、水平転送タイミング信号HTに従って一
水平ライン単位で情報電荷を水平転送部（10H）に転送
する。そして、水平転送クロック発生回路（11H）は、
蓄積部（10S）から転送された情報電荷を水平走査期間
（1H）の1/2の期間で転送出力する。従って、映像信号
Ｙは、第１図に示す如く1V及び1Hの1/2の期間が映像期
間となり、再生画面に対し垂直及び水平方向に1/2に縮
小された映像を表わす。尚、映像信号Ｙは、垂直ブラン
キング信号VBL及び水平ブランキング信号HBLに依り、映
像期間外にブランキングがかけられ、ノイズの除去が図
られている。

垂直転送タイミング制御回路（12）及び水平転送タイミ
ング制御回路（13）は、夫々垂直同期信号VD及び水平同
期信号HDに従って動作するもので、各同期信号VD,HDの
立下りに対して一定の期間遅れて転送タイミングを与え
るような垂直転送タイミング信号VT及び水平転送タイミ
ング信号HTを出力する。この垂直及び水平転送タイミン
グ制御回路（12）（13）は、各タイミング信号VT,HTの
同期信号VD,HDに対する遅れが０〜V/2及び０〜H/2で夫
々設定され、この期間の設定に依り、再生画面上に映像
の表示される位置が決定される。例えば、第１図に示す
如く垂直転送タイミング信号VTが垂直同期信号VDに対し
てV/3遅れ、水平転送タイミング信号HTが水平同期信号H
Dに対してH/2遅れて設定された場合、再生画面上には、
第３図に示すように垂直方向の1/3、水平方向の1/2の位
置を基準にして垂直及び水平方向が再生画面の1/2の映
像（Ｉ）が表示される。ここで第１図に波線で示す如く
垂直転送タイミング信号VTの遅れをV/2、水平転送タイ
ミング信号HTの遅れをH/3に変更すると、垂直転送クロ
ックφ_Ｖ、水平転送クロックφ_Ｈ等もタイミングが変更
されて再生画面上には第３図に波線で示す如く垂直方向
の1/2、水平方向の1/3の位置から映像（Ｉ′）が始ま
る。従って、垂直転送タイミング信号VTの遅れの設定に
依り映像の垂直方向の表示位置が決定され、水平転送タ
イミング信号HTの遅れの設定に依り映像の水平方向の表
示位置が設定される。ここでは、映像信号Ｙの映像期間
が垂直走査期間及び水平走査期間の1/2であることか
ら、映像が分離されることなく表示されるように各タイ
ミング信号VT,HTの各同期信号VD,HDに対する遅れが最大
でV/2,H/2に設定される。

尚本実施例では、垂直及び水平方向が再生画面の1/2の
映像を得る場合を例示しているが、CCD（10）の垂直方
向の画素数を再生画面の1/2以下とすると共に水平転送
クロックφ_Ｈの周波数を高くして水平走査期間の1/2以
下の期間で情報電荷を水平方向に転送することで、垂直
及び水平方向が1/2以下の映像を得ることも可能であ
る。

また、垂直方向の画素数が再生画面と等しいようなCCD
固体撮像素子を用いた場合に於いても、水平転送部に情
報電荷を転送するライン送りパルスの周期を短くして垂
直走査期間の1/2或いはそれ以下の期間で情報電荷の転
送を完了するよう構成すれば、垂直方向の映像の圧縮が
可能となる。この場合、情報電荷は垂直転送過程で２画
素以上が混合されることになる。

第４図は、上述の如き固体撮像装置を複数接続し、各固
体撮像装置の映像をテレビモニタ上に同時に表示する撮
像システムのブロック図であり、第５図はその動作を示
すタイミング図で、同図（ａ）が1V単位、同図（ｂ）が
1H単位を示している。

テレビカメラ（21）〜（24）は、第２図に示すような構
成を有しており、夫々垂直及び水平方向が再生画面の1/
2となる映像を表示する映像信号Y₁〜Y₄を出力する。各
テレビカメラ（21）〜（24）には同期信号発生回路（2
5）から同期信号C₁〜C₄が供給され、夫々の動作の同期
がとられると共に、垂直走査及び水平走査のタイミング
がV/2及びH/2ずれて設定される。同期信号C₁〜C₄は、垂
直同期信号C_V1或いはC_V2と水平同期信号C_H1或いはC_H2を
有しており、これら同期信号の組合せに依り再生画面上
の映像の表示位置が決定される。即ち、垂直同期信号C
_V2が垂直同期信号C_V1に対してV/2遅れ、水平同期信号C
_H2が水平同期信号C_H1に対してH/2遅れて設定されてお
り、垂直同期信号C_V1で1Vの前半に映像期間I_V1が設定さ
れ、垂直同期信号C_V2で1Vの後半に映像期間I_V2が設定さ
れると共に、水平同期信号C_H1で1Hの前半に映像期間I_H1
が設定され、水平同期信号C_H2で1Hの後半に映像期間I_H2
が設定される。

そこで、垂直同期信号C_V1と水平同期信号C_H1とを組合わ
せて同期信号C₁とし、同じくC_V1とC_H2とでC₂、C_V2とC_H1
とでC3₃、C_V2とC_H2とでC₄を成し、各テレビカメラ（2
1）〜（24）に供給することで、再生画面上の映像の表
示位置が互いに重なり合わないように構成されている。
従って、各テレビカメラ（21）〜（24）の垂直転送タイ
ミングVT₁〜VT₄は、第５図（ａ）に示すようにVT₁及びV
T₂がC_V1に従い、VT₃及びVT₄がC_V2に従うことになり、各
垂直ブランキング信号VBL₁〜VBL₄は、夫々垂直転送タイ
ミング信号VT₁〜VT₄に従って映像期間I_V1,I_V2を設定す
る。一方、水平転送タイミング信号HT₁〜HT₄は、第５図
（ｂ）に示すようにHT₁及びHT₃がC_H1に従い、HT₂及びHT
₄がC_H2に従うことになり、各水平ブランキング信号HBL₁
〜HBL₂は、夫々水平タイミング信号HT₁〜HT₄に従って映
像期間I_H1,I_H2を設定する。

以上の様にして映像期間の設定された映像信号Y₁〜Y
₄は、互いに映像期間が重なり合うことはなく、各映像
信号Y₁〜Y₄が映像信号合成回路（26）で合成されて新た
に映像信号Ymが作成され、この映像信号Ymがテレビモニ
タ（27）に供給される。従って、テレビモニタ（27）の
再生画面上には第６図に示す如く各映像信号Y₁〜Y₄に対
応する映像が同時に表示される。

第７図は、本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。

動作の基準となるテレビカメラ（31）は、同期信号発生
回路（40）が装着され、この同期信号発生回路（40）か
らの同期信号C₁に従って動作タイミングが設定される。
また、テレビカメラ（31）〜（34）は、同期信号分離回
路（41）〜（43）及びタイミング変更回路（44）〜（4
6）が装着され、基準のテレビカメラ（31）の出力に対
して並列に接続される。各同期信号分離回路（41）〜
（43）は、テレビカメラ（31）の出力、即ち映像信号Y₁
から同期信号C₁を分離して各タイミング変更回路（44）
〜（46）に与え、各タイミング変更回路（44）〜（46）
で垂直同期信号或いは水平同期信号を一定期間遅らせて
同期信号C₂〜C₄が作成される。例えば、タイミング変更
回路（44）で、水平同期信号のみが,H/2遅らせられ、タ
イミング変更回路（45）で、垂直同期信号のみがV/2遅
らせられ、そしてタイミング変更回路（46）で、水平同
期信号及び垂直同期信号がH/2及びV/2遅らせることで、
各同期信号C₁〜C₄が第４図の場合に一致し、各テレビカ
メラ（31）〜（34）の動作が第５図のタイミング図に従
う。そこで、各テレビカメラ（31）〜（34）の出力する
映像信号Y₁〜Y₄を映像信号合成回路（35）で合成して映
像信号Ymを作成してテレビモニタ（36）に供給すること
で、第６図と同様に各映像信号Y₁〜Y₄に対応する映像を
テレビモニタ（36）の再生画面上に同時に表示できる。

また、第８図に示すように、動作の基準となるテレビカ
メラ（31）の出力に対してテレビカメラ（32）〜（34）
を直列に接続することも可能であり、この場合には複数
の映像信号合成回路（35a）〜（35c）を各テレビカメラ
（31）〜（34）の出力側に設け、各映像信号Y₁〜Y₄を順
次合成して映像信号Ymを作成する。このようにして得ら
れた映像信号Ymは、第７図に示す如く映像信号Y₁〜Y₄を
一度に合成する場合と同一であり、この映像信号Ymをテ
レビモニタ（36）を与えることで、テレビモニタ（36）
の再生画面上に各映像信号Y₁〜Y₄に対応する映像を同時
に表示できる。

以上の実施例に於いては、４台のテレビカメラを接続し
て一つの再生画面上に４つの映像を表示する場合を例示
したが、５台以上のテレビカメラを接続し、それらを選
択的に動作させることで５台以上のテレビカメラのうち
必要な映像のみを再生画面に表示することや、各テレビ
カメラに設定される映像期間をさらに短くすることで、
再生画面上に５つ以上、例えば９分割して映像を表示す
ることも可能である。

また、接続されるテレビカメラの数が多くなった場合等
には、各カメラの接続が効率良く行えるように、必要に
応じて一部分を直列に接続して他の部分を並列に接続す
ることもできる。

（ト）発明の効果本発明に依れば、CCDの動作タイミングの設定に依り映
像期間が任意の期間に設定され、再生画面の任意の位置
に縮小された映像を表示することができると共に、解像
度の低いCCDを用いたとしても、映像信号の圧縮に依
り、見かけ上高解像度化ができる。

また、複数の固体撮像装置を互いに映像期間が重なるこ
となく動作させることで、各固体撮像装置の映像信号を
合成するのみで複数の映像を同一の再生画面上に表示す
ることができるため、各固体撮像装置間の接続が簡略化
できると共に、各固体撮像装置自体も固体撮像素子が多
くの画素数を必要としないことから規模を縮小すること
ができ、コストの大幅な低減が望める。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明固体撮像装置の動作を示すタイミング
図、第２図はその構成を示すブロック図、第３図は再生
画面を模式的に示す図、第４図は本発明画面表示方法を
用いた撮像システムを示すブロック図、第５図はその動
作を示すタイミング図、第６図は再生画面の構成を示す
図、第７図及び第８図は撮像システムの他の例を示すブ
ロック図、第９図は従来の画面表示方法を用いた撮像シ
ステムを示すブロック図、第10図は再生画面の構成を示
す図である。（１）〜（４），（21）〜（24），（31）〜（34）……
テレビカメラ、（５），（27），（36）……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）……駆動回路、（12）……垂直転送
タイミング設定回路、（13）……水平転送タイミング設
定回路、（25），（40）……同期信号発生回路、（2
6），（35）……映像信号合成回路、（41）〜（43）…
…同期信号分離回路、（44）〜（46）……タイミング変
更回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂直方向に再生画面の水平走査数の1/nの
画素数を有し、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発生する固体撮像素子、１画面分の情報電荷を１行単位で順次垂直に転送すると
共に垂直方向に転送された１行分の情報電荷を上記再生
画面の水平走査期間の1/nの期間で水平方向に転送出力
する駆動手段、この駆動手段の１画面分の情報電荷の垂直方向への転送
開始のタイミングを上記再生画面の垂直走査と同一の周
期で設定し、１行分の情報電荷の水平方向への転送開始
のタイミングを上記再生画面の水平走査と同一の周期で
設定するタイミング設定手段、を備え、上記タイミング設定手段は、上記再生画面の垂
直走査のタイミングに対して垂直方向への転送開始のタ
イミングを設定して上記再生画面上の垂直方向の表示位
置を決定すると共に、上記再生画面の水平走査のタイミ
ングに対して上記水平方向への転送開始のタイミングを
設定して上記再生画面上の水平方向の表示位置を決定
し、上記再生画面上の特定範囲に垂直方向及び水平方向
に1/nに縮小された映像を表示させる映像信号を得るこ
とを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】垂直方向に再生画面の水平走査数の1/nの
画素数を有し、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発生する固体撮像素子、１画面分
の情報電荷を１行単位で順次垂直方向に転送すると共に
垂直方向に転送された１行分の情報電荷を上記再生画面
の水平走査期間の1/nの期間で水平方向に転送出力する
駆動手段、この駆動手段の１画面分の情報電荷の垂直方
向への転送開始のタイミングを上記再生画面の垂直走査
と同一の周期で設定し、１行分の情報電荷の水平方向へ
の転送開始のタイミングを上記再生画面の水平走査と同
一の周期で設定するタイミング設定手段、を備えた固体
撮像装置を複数台接続し、各固体撮像装置を共通の同期信号に基づいて起動させる
と共に、各固体撮像装置のタイミング設定手段の上記垂
直方向への転送開始のタイミング及び上記水平方向への
転送開始のタイミングを各固体撮像装置毎にそれぞれ垂
直走査期間及び水平走査期間の1/n期間単位でずらして
設定し、各固体撮像装置から得られる映像信号を合成して垂直方
向及び水平方向にそれぞれｎ分割された再生画面の各分
割領域に各固体撮像装置からの映像をそれぞれ表示する
ことを特徴とする画面表示方法。
【請求項３】複数の固体撮像装置を並列に接続し、各固
体撮像装置に共通の同期信号を供給することを特徴とす
る請求項第２項記載の画面表示方法。
【請求項４】複数の固体撮像装置を直列に接続し、初段
の固体撮像装置に供給される同期信号を固体撮像装置の
出力側から次段の固体撮像装置に順次供給することを特
徴とする請求項第２項記載の画面表示方法。