DE69127601T2

DE69127601T2 - Festkörperbildaufnahmegerät-Synchronisierung zur Einblendung von einem Bild auf einem Hauptbildschirm

Info

Publication number: DE69127601T2
Application number: DE69127601T
Authority: DE
Inventors: Yoshihito Higashitsutsumi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2011-10-24
Also published as: EP0482611A3; DE69127601D1; US5187582A; KR920009202A; JPH04162888A; EP0482611A2; EP0482611B1; KR100213946B1; JP2640030B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung zur Anzeige von Videosignalen in einem vorgegebenen Gebiet auf einem Hauptschirm eines Fernsehsystems.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Gegenwartig bekannt ist ein Überwachungssystem, bei dem eine Anzahl von Bildern auf einem einzelnen Anzeigeschirm unter Verwendung einer Anzahl von Fernsehkameras angezeigt werden, wobei von den jeweiligen Fernsehkameras erhaltene Videosignale synchron gesteuert zueinander angezeigt werden. Dieses System ist nützlich, wenn es zur Überwachung verwendet wird, da ein einziger Schirm verschiedene Abschnitte eines Gebäudes oder verschiedene Bereiche einer Fabrik anzeigt.
Diese Art von Überwachungssystem mit einem zusammengesetzten Schirm ist beispielsweise in US-A-5 144 445 (einer mitangemeldeten US-Patentanmeldung mit der Nr. 630,282, die am 19. Dezember 1990 für eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung angemeldet wurde) und in US-A-5 504 533 (einer mit-angemeldeten US-Patentanmeldung mit der Nr. 720,326, die am 25. Juni 1991 für eine Bildaufnahmevorrichtung zum Synchronisieren von Bildsignalen angemeldet wurde) offenbart.

BILDVERARBEITUNGSSYSTEM

Um den oben genannten zusammengesetzten Schirm zu erhalten, werden die Bilder der jeweiligen Fernsehkameras auf dem Hauptschirm eingefügt, und ein wiedergegebenes Bild von dem Hauptschirm und die Videosignale der jeweiligen Fernsehkameras werden einem Videosignalprozessor zugeführt, wo die Bild- und Videosignale der einzelnen Fernsehkameras als ein einziges synthetisiertes, auf einem Fernsehmonitor anzuzeigendes Anzeigesignal zusammengesetzt werden.
In einigen Fällen nimmt der Hauptschirm den gesamten Anzeigeschirm ein, und in anderen Fällen wird der einzufügende Schirm in den Hauptschirm für jede Überwachungsfernsehkamera eingefügt, und in weiteren Fällen ist der Hauptschirm gleichmäßig unter den Videosignalen der Fernsehkameras, unabhängig vom Hauptschirm, aufgeteilt. Des weiteren kann die Zahl der unterteilten Schirmteile auf zwei oder mehr gesetzt werden, z.B. auf vier oder neun. Bei diesem zusammengesetzten Schirm ist es möglich, gleichzeitig die Stufen der Produktion oder ähnliches an verschiedenen Abschnitten einer Fabrik zu überwachen.
Das einzelne Teil-Videosignal kann leicht von einer gewöhnlichen Fernsehkamera erhalten werden. Tatsächlich wird jedoch, da der Anzeigeschirm auf ein x-tel (x steht für eine ganze Zahl) verringert ist, der jeweilige Schirmabschnitt klein, und im Ergebnis muß die Bildinformation durch Weglassen oder Überschreiben einiger Bildelemente eines Standardfernsehsystems komprimiert werden. Dementsprechend kann in bezug auf das jeweils einzufügende Bild ein Bildaufnahmeelement, dessen Zahl von Bildelementen klein ist, verwendet werden, wobei z.B. eine Überwachungsfernsehkamera unter Verwendung eines CCD-Festkörperbildaufnahmeelements (charged coupled device, Ladungsübertragungsvorrichtung) eine entsprechende Funktion durchführen kann.
Um jedoch zu ermöglichen, daß eine Anzahl Videosignale auf einem einzelnen Anzeigeschirm angezeigt werden - entweder wenn ein Hauptschirm und ein Einsetzschirm dem gesamten Anzeigeschirm zugeordnet sind oder auch wenn eine Anzahl Einsetzschirme gleichmäßig dem gesamten Anzeigeschirm zugeordnet sind- sollten die Anzeigesynchronisationssignale zwischen den jeweiligen Videosignalen die gleiche Zeitsteuerung haben Wenn z.B. die Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignale des Hauptschirms den Anzeigeschirm beherrschen oder wenn die Videosignale in einem vorgegebenen Bereich während der Horizontal- und Vertikalabtastzeit eingefügt werden, müssen die Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignale der Videosignale mit jenen des Hauptschirms synchronisiert sein.
Beim Stand der Technik wurde die Steuerung der Festkörperbildaufnahmevorrichtung zur Synchronisierung mit dem Hauptschirm so durchgeführt, wie es in der in Fig. 5 gezeigte Bauweise dargestellt ist.
In Fig. 5 wird zur Aufnahme eines in den Hauptschirm einzufügenden Videosignals eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung und insbesondere ein CCD-Festkörperbildaufnahmeelement 1 mit Vollbildübertragungssystem verwendet. Das Festkörperbildaufnahmeelement 1 enthält einen Bildaufnahmeabschnitt 11, um fotoelektrisch ein zu überwachendes Bild in elektrische Signale umzuwandeln, einen Speicherabschnitt 1S, um zeitweise die Bildsignale zu speichern, und einen Horizontalübertragungsabschnitt 1H, um sequentiell die gespeicherte Bildinformation eine Zeile nach der anderen zu übertragen und auszugeben. Deshalb werden in dem Bildaufnahmeabschnitt 11 durch fotoelektrische Umwandlung erzeugte elektrische Ladungen an dem Speicherabschnitt 1S zum Speichern übertragen, worauf die elektrischen Ladungsinformationen des Speicherabschnitts 1S von dem Horizontalübertragungsabschnitt 1H als ein Bild Y ausgegeben werden.
Bei dem CCD-Festkörperbildaufnahmeelement 1 wird, um einen kleinen Einfügungsschirm in einen Hauptschirm einzufügen, die Zahl der vertikalen Bildelemente auf die Hälfte jener des Hauptschirms und auch die Zahl der Bildelemente des Speicherabschnitts 1S auf diese Zahl gesetzt.
Zum Betrieb des CCD-Festkörperbildaufnahmeelements 1 ist die Bildaufnahmevorrichtung mit einer CCD-Treiberschaltung 2 ausgestattet. Die CCD-Treiberschaltung 2 enthält eine Vertikalübertragungstakterzeugungsschaltung 2V zur Zufuhr eines Vertikalübertragungstakts φv an den Bildaufnahmeabschnitt 1I, eine Speicherübertragungstakterzeugungsschaltung 25 zur Zufuhr eines Speicherübertragungstakts φs an den Speicherabschnitt 2S und eine Horizontalübertragungstakterzeugungsschaltung 2H zur Zufuhr eines Horizontalübertragungstakts φH an den Horizontalübertragungsabschnitt 1H. An die Vertikal- und Horizontalübertragungstakterzeugungsschaltungen 2V, 2H werden Zeitsteuerungssignale von jeweils einer Vertikalübertragungszeitsteuerschaltung 3V bzw. einer Horizontalübertragungszeitsteuerschaltung 3H so zugeführt, daß die Vertikal- und Horizontallesevorgänge des CCD-Festkörperbildaufnahmeelements 1 durch diese Zeitsteuerungssignale gesteuert werden.
Die Vertikalübertragungstakterzeugungsschaltung 2V überträgt entsprechend einem Vertikalübertragungszeitsteuerungssignal VT die in dem Bildaufnahmeabschnitt 11 fotoelektrisch umgewandelten elektrischen Ladungen an den Speicherabschnitt lS in Einheiten je eines Schirms und sie überträgt auch entsprechend einem Horizontalübertragungszeitsteuerungssignal HT die in dem Speicherabschnitt 1S gespeicherten elektrischen Ladungen an den Horizontalübertragungsabschnitt 1H.
Des weiteren gibt die Horizontalübertragungstakterzeugungsschaltung 2H, die durch das Horizontalübertragungszeitsteuerungssignal HT für die Synchronisation gesteuert wird, die von dem Speicherabschnitt iS an den Horizontalübertragungsabschnitt 1H übertragenen elektrischen Ladungen über eine Periode aus, die die Hälfte der Horizontalabtastzeitspanne des Hauptschirms ist.
Mit dieser bekannten CCD-Treiberschaltung 2 kann ein Einsetzschirm, dessen Größe in Horizontal- und Vertikalrichtung die Hälfte jener des Hauptschirms ist, in den Hauptschirm eingesetzt werden. Fig. 6 zeigt schematisch den in den Hauptschirm eingefügten Einsetzschirm, wobei der mit einer Schraffierung versehene Einsetzschirm in den Hauptschirm an einer frei whälbaren Position eingesetzt wird, die durch durchgezogene oder punktierte Linien angegeben ist, wobei das Flächenverhältnis des Einsetzschirms zum Hauptschirm 1/4 beträgt.
Bei der Zusammensetzung des Stamm- und Einsetzschirms müssen die Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignale des Einsetzschirms mit jenen des Hauptschirms genau synchronisiert werden. Die Fig. 7A und 7B zeigen diese Betriebszeitsteuerung beim Stand der Technik.
Fig. 7A ist ein Zeitsteuerungsdiagramm des Vertikalsynchronisationssignals, und Fig. 7B ein Zeitsteuerungsdiagramm des Horizontal synchronisationssignals.
VD und HD bezeichnen die Vertikal- bzw. die Horizontalsynchronisationssignale eines Hauptschirms. Wie in Fig. 5 gezeigt wird, arbeiten die Vertikal- und Horizontalübertragungszeitsteuerungsschaltungen 3V und 3H entsprechend den Vertikal- bzw. Horizontalsynchronisationssignalen VD, HD des Hauptschirms. Wie in Fig. 6 gezeigt wird, müssen, da ein Einsetzschirm während der Vertikal- und Horizontalabtastzeitspanne des Hauptschirms eingesetzt wird, das vertikale und horizontale Auslesen des CCD-Bildaufnahmeelement 1 zur Ausbildung des Einsetzschirms jeweils mit einer Zeitsteuerung gestartet werden, die um eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber dem Hauptschirm verzögert ist.
Wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt wird, werden die Vertikal- und Horizontalübertragungszeitsteuerungssignale VT, HT mit der Zeitsteuerung, die um eine vorgegebene Zeit gegenüber dem Startpunkt der Vertikal- und Horizontalsynchronisationssignale VD, HD verzögert ist, ausgegeben. Bei jeder der Vertikal- bzw. Horizontalübertragungszeitsteuerschaltungen 3V, 3H wird die jeweilige Ausgabezeitsteuerung der Vertikal- und Horizontalübertragungszeitsteuerungssignale VT, HT mit einer Verzögerung von 0 bis V/2 (V steht für eine Vertikalabtastzeitspanne des Hauptschirms) oder zwischen 0 und H/2 (H steht für eine Horizontalabtastzeitspanne) ausgehend von den jeweiligen Synchronisationssignalen VD, HD des Hauptschirms gesetzt. Deshalb kann die Position, von der an die Anzeige des Einsetzschirms im Hauptschirm beginnen soll, durch diese Verzögerungszeit bestimmt werden.
Wie durch die durchgezogenen Linien in den Fig. 7A und 7B angezeigt ist, wird das Vertikalübertragungszeitsteuerungssignal VT so gesetzt, daß es um einen V/3-Zeitabschnitt gegenüber dem Vertikalsynchronisationssignal VD des Hauptschirms verzögert ist, und das Horizontalübertragungszeitsteuerungssignal HT wird so gesetzt, daß es um einen H/2- Zeitabschnitt gegenüber dem Horizontalsynchronisationssignal HD des Hauptschirms verzögert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der in den Hauptschirm einzufügende Einsetzschirm als ein Bild, dessen Fläche 1/4 jener des Stammschirms ist, an einer Position, die um 1/2 nach unten (in Vertikalrichtung) und um 1/3 nach rechts (in Horizontalrichtung) verschoben ist, angezeigt.
Wie es durch die gepunkteten Linien in den Fig. 7A und 7B angezeigt wird, wird, wenn das Vertikalübertragungszeitsteuerungssignal VT und das Horizontalübertragungszeitsteuerungssignal HT so gesetzt werden, daß sie um V/2 bzw. H/3 verzögert sind, jede Übertragungszeitsteuerung des CCD- Bildaufnahmeelements 1 so geändert, wie es durch die gepunkteten Linien in Fig. 6 angezeigt ist, wobei das Bild I des Einsetzschirms an einer Position eingesetzt wird, die nach unten (in Vertikalrichtung) um 1/2 und nach rechts (in Horizontalrichtung) um 1/3 verschoben ist.
Deshalb wird durch Einstellen einer Verzögerungszeit des Vertikalübertragungszeitsteuerungssignals VT auf einen frei wählbaren Wert die vertikale Position des in den Hauptschirm einzusetzenden Einsetzschirms bestimmt. In ähnlicher Weise wird durch Einstellen einer Verzögerungszeit des Horizontalübertragungszeitsteuerungssignals HT auf einen frei wählbaren Wert die Horizontalposition des in den Hauptschirm einzufügenden Einsetzschirms bestimmt.
Die Größe des in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigten Einsetzschirms hat sowohl in der Horizontalrichtung als auch in der Vertikalrichtung die halbe Länge im Vergleich zum Hauptschirm. Im Ergebnis ist es vorzuziehen, die Vertikalund Horizontalübertragungszeitsteuerungssignale VT, HT so zu setzen, daß sie um höchsten V/2 bzw. H/2 von den Vertikal- bzw. Horizontalsynchronisationssignalen VD, HD des Hauptschirms verzögert sind, so daß der Einsetzschirm nicht vertikal oder horizontal im Hauptschirm getrennt ist.
Deshalb hat ein Videosignal Y des Einsetzschirms eine Vertikal- und eine Horizontalvideozeitspanne, die 1/2 jener der jeweiligen Abtastzeitspanne 1V, 1H des Hauptschirms ist, wie es in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, und so wird dieses Videosignal Y als ein Bild angezeigt, das eine auf die Hälfte des Hauptschirms verringerte Fläche sowohl vertikal als auch horizontal hat. Natürlich werden außerhalb des Anzeigebereichs vertikal und horizontal Leerabtastsignale VBL, HBL dem Videosignal Y hinzugefügt, das mit Ausnahme des Videozeitbereichs des Hauptschirms von dem CCD- Bildaufnahmeelement 1 stammt, so daß fehlerfrei vermieden wird, daß Rauschen in das Videosignal des Hauptschirms gemischt wird.
Obwohl keine detaillierte Darstellung gegeben ist, wird das Videosignal Y des Einsetzschirms mit dem Videosignal des Hauptschirms durch einen Videosignaiprozessor zusammengesetzt, und das resultierende zusammengesetzte Videosignal wird einem Femsehmonitor zugeführt.
Somit wird beim Lesen des Videosignals des Einsetzschirms auf der CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung jedes der Vertikal- und Horizontalübertragungszeitsteuerungssignale von dem CCD-Bildaufnahmelement 1 so bestimmt, daß es um eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber dem Leerabtastsignal des jeweiligen Synchronisationssignals VD, HD des Hauptschirms verzögert ist. Zu diesem Zeitpunkt muß die CCD- Treiberschaltung nicht nur diese Übertragungszeitsteuerungssignale VT, HT steuern, sondern sollte auch das Videosignal Y des Einsetzschirms in Übereinstimmung mit dem Fernseh-Formatierungssystem des Schirms verarbeiten. Verschiedene Arten Formatierungssignale, die für diese Signalverarbeitung benötigt werden, sind z.B. Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignale, die in dem Videosignal Y des Einsetzschirms enthalten sind. Jedes dieser Vertikalund Horizontalsynchronisationssignale sollte auch so gesetzt sein, daß es um eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber dem Leerabtastsignal des jeweiligen Synchronisationssignals VD, HD des Hauptschirms verzögert ist, wobei somit die Synchronisationssignale des Hauptschirms korrekt synchronisiert sihd.
Dementsprechend muß jedesmal, wenn die Anzeigeposition des Einsetzschirms im Hauptschirm geändert wird, der Betriebsmodus der Synchronisationssignalerzeugungsschaltung synchron mit dem Hauptschirm geändert werden, wodurch die CCD- Treiberschaltung komplex wird. Genauer gesagt wird in einer Überwachungskamera, die unter Verwendung einer CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung klein sein sollte und in der die Abtastung vereinfacht werden sollte, die CCD-Treiberschaltung kompliziert, wodurch somit wesentlich mehr Verdrahtung für jede Schaltung erforderlich wird. Im Ergebnis wird die Übe rwachungskamera groß.
US-A-3 710 017 offenbart eine Bildaufnahmevorrichtung zum Einfügen eines vorgegebenen Bildes in einen Teil eines Hauptschirms, mit:
a) einem Bildaufnahmeelement zur fotoelektrischen Umwandlung eines empfangenen Bildes und zur Erzeugung einer Sequenz elektrischer Signale, die Information entsprechend einem Videomuster enthalten;
b) einem Treibermittel zum Übertragen der elektrischen Signale und zur Ausgabe der übertragenen elektrischen Signale für jede Horizontalzeile, um ein gewünschtes "Kind-"/-Hilfsvideosignal zu erhalten;
c) einem Abtastzeitsteuerungseinstellmittel zum Einstellen einer Zeitsteuerung und einer Anzeigeabtastzeitsteuerung des Bildaufnahmeelements entsprechend dem Fernsehsystem des Hauptschirms; und
d) das Abtastzeitsteuerungseinstellmittel mit einer Anzeigeabtastsignalerzeugungsschaltung zur Erzeugung eines Synchronisationssignals in Übereinstimmung mit dem Fernsehsystem des Hauptschirms, das das Format des Videosignals in Übereinstimmung mit dem Hauptschirm und einer Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung zur Erzeugung einer Betriebszeitsteuerung des Treibermittels festsetzt, wobei die Zeitsteuerung des Bildaufnahmeelements beruhend auf dem Anzeigeabtastzeitsteuerungssignal eingestellt wird.
Andererseits offenbart JP-A-59175274 ein Festkörperbildaufnahmeelement, das fotoelektrisch arbeitet und einen vertikalen Übertragungsmodus hat.
US-A-4 675 736 offenbart die Verwendung von Vertikal- und Horizontalzählern und -registern in Ubereinstimmung mit einer Schaltung, die in einer Sehfeldtestvorrichtung verwendet wird. Die Horizontalsynchronisation wird durch eine Computerschaltung für eine digitale Anzeige erzeugt, wobei eine verzögerte Vertikalsynchronisation erzeugt wird.
DE-OS-23 14 289 offenbart die Möglichkeit, ein Verzögerungsmittel vorzusehen, das eine Verzögerungszeit hat, die von außen einstellbar ist, so daß ein Einsetzbild an verschiedene Positionen eines Hauptschirms verschoben werden kann.
US-A-4 729 024 offenbart die Möglichkeit, eine Phasenregelschleifenschaltung vorzusehen, die mit Synchronisationssignalen des Hauptschirms synchronisiert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Festkörperbildaufnahmevorrichtung zum Einfügen eines vorgegebenen Bildes in einen Teil eines Hauptschirms zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 erfüllt. Die abhängigen Ansprüche betreffen weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung.
Es ist deshalb ein Vorteil dieser Erfindung, daß sie eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung auch als Überwachungskamera liefert, bei der eine Auslesezeitsteuerung zum Einfügen eines Bildes eines Einsetzschirms in einen Hauptschirm in einem vorgegebenen Bereich frei wählbar festgesetzt und die bezüglich der Konstruktion vereinfacht und klein ausgebildet werden kann.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorteil ist es, eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung zu liefern, die in der Bauweise einfach und in der Größe klein ist und bei der eine Auslesezeitsteuerung des Einsetzschirms frei wählbar gesetzt werden kann, und wobei der Einsetzschirm einstellbar in einen Hauptschirm ohne Einschränkung eingefügt werden kann.
Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, da die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung und die Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung voneinander getrennt sind, die Anzeigeabtastzeitsteuerung fest mit dem Abtastsignal des Hauptschirms zu synchronisieren. Indem nur die Lesezeitsteuerung geändert wird, kann die Position, an der der Einsetzschirm in den Hauptschirm einzufügen ist, frei wählbar geändert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Schaltungsstruktur einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine in Fig. 1 gezeigte CCD-Treiberschaltung zeigt;
Fig. 3A und 3B sind Zeitsteuerungsdiagramme, die den Betrieb der CCD-Treiberschaltung aus Fig. 2 zeigen;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, ähnlich zu Fig. 2, das eine geänderte CCD-Treiberschaltung zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltung entsprechend dem Stand der Technik zur Ausgabe von Videosignalen eines Einsetzschirms zeigt, wobei die Schaltung ein bekanntes CCD-Festkörperbildaufnahmeelement verwendet;
Fig. 6 zeigt die Art, in der allgemein ein Einsetzschirm in einen Hauptschirm eingefügt wird; und
Fig. 7A und 7B sind Zeitsteuerungsdiagramm der Synchronisationssignale des Stamm- und Einsetzschirms beim Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die Prinzipien der Erfindung sind insbesondere dann nützlich, wenn sie bei einer CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung angewendet werden, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Die CCD-Festkörperbildaufnahmevorrichtung verwendet ein CCD- Festkörperbildaufnahmeelement 10, das in der Bauweise ähnlich dem bekannten Bildaufnahmeelement aus Fig. 5 ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt wird, enthält das CCD-Festkörperbildaufnahmeelement 10 mit das Vollbildübertragungssystems einen Bildaufnahmeabschnitt 101 zur fotoelektrischen Umsetzung eines empfangenen Bildes und zur Erzeugung eines Signals mit einer elektrischen Ladungsmenge entsprechend einem Bildmuster, einen Speicherabschnitt 10S zum Speichern der elektrischen Ladung dieser von dem Bildaufnahmeabschnitt 10I übertragenen Bildinformation und einen Horizontalübertragungsabschnitt 10H zur Ausgabe der gespeicherten elektrischen Ladung als Videosignal Y&sub0;.
Bei dem CCD-Festkörperbildaufnahmeelement 10 ist, um ein Videosignal mit einem Anzeigegebiet kleiner als jenes des Hauptschirms auszugeben, die Zahl der Vertikal- und Horizontalbildelemente des Einsetzschirms auf ein x-tel (x steht für eine ganze Zahl, z.B. 2, 3 oder 4) der Zahl der Bildelemente des Hauptschirms gesetzt.
Das CCD-Bildaufnahmeelement 10 ist mit einer CCD-Treiberschaltung 20 ausgestattet, die eine Anzahl Taktschaltungen enthält, um einen Vertikalübertragungstakt φv, einen Speicherübertragungstak φs bzw. einen Horizontalübertragungstakt φH an den Bildaufnahmeabschnitt 10I, den Speicherabschnitt 10S bzw. den Horizontalübertragungsabschnitt 10H zu übertragen. Deshalb wird bei dem CCD-Bildaufnahmeelement 10 das Horizontal- und Vertikalauslesen durch jeweilige Taktsignale von einer CCD-Treiberschaltung 20 gesteuert.
Die Treiberzeitsteuerung der CCD-Treiberschaltung 20 wird durch ein Zeitsteuerungssignal CDT ausgeführt, das von einer Zeitsteuerungsschaltung 30 zugeführt wird.
Als ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Zeitsteuerungsschaltung 30 aus zwei getrennten Schaltungen zusammengesetzt, nämlich einer Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40 zur Erzeugung eines Anzeigeabtast- Zeitsteuerungssignals und eines Formatierungssignals TVF zur Synchronisation des Videosignals eines Einsetzschirms mit dem Format passend mit dem Fernsehsystem des Hauptschirms, und einer Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 zur Erzeugung eines Auslese-Zeitsteuerungssignals CDT zur Bestimmung einer Auslesezeitsteuerung der CCD-Treiberschaltung 20.
Die Zeitsteuerungsschaltung 30 gibt ein Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignal TVF und ein Auslese-Zeitsteuerungssignal CDT von den jeweiligen Zeitsteuerungsschaltungen 40, 50 bei Empfang eines Taktsignals CK mit einer vorgegebenen Periode - gleich dem Grundtakt des Hauptschirms - und beim Empfang der Vertikal- und Horizontalsynchronisationssignale VD, HD des Hauptschirms aus. Die Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 wird durch ein Triggersignal von der Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40 aktiviert, so daß die Position, an der der Einsetzschirm in den Hauptschirm eingefügt wird, durch Verzögerung des Lese- Zeitsteuerungssignals CDT um eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber dem Synchronisationssignal des Hauptschirms eingestellt werden kann. Somit ist es möglich, einen Einsetzschirm in einen vorgegebenen Bereich während der Vertikalund Horizontalperioden des Hauptschirms einzufügen.
Das Lese-Zeitsteuerungssignal CDT wird der CCD-Treiberschaltung 20 und auch einer Signalverarbeitungsschaltung 60 zur Verarbeitung eines Videosignais Y&sub0; zugeführt, das von dem CCD-Bildaufnahmeelement 10 zu lesen ist, wie etwa durch Abtasten und Leerabtasten. Deshalb arbeitet die Signalverarbeitungsschaltung 60 synchron mit der Treiberlesezeitsteuerung der CCD-Treiberschaltung 10 und verarbeitet das Videosignal Y&sub0; mit einem vorgegebenen Verfahren und liefert das so verarbeitete Videosignal Y&sub1; an eine Formatierschaltung 70 in der darauffolgenden Stufe.
Die Formatierschaltung 70 überlagert die mit dem Hauptschirm synchronisierten Vertikal- und Horizontalsynchronisationssignale als Formatsynchronisationssignale mit dem von der Signalverarbeitungsschaltung 60 zugeführten verarbeiteten Videosignal Y&sub1;, und dann gibt die Formatierungsschaltung 70 ein Videosignal Y&sub2; aus, das mit dem Fernsehsystem des Hauptschirms übereinstimmt. Das Anzeigeabtast- Zeitsteuerungssignal TVF wird der Formatierschaltung 70 zugeführt, wobei bei dieser Erfindung das Lesevideosignal des Hauptschirms in ein Format formatiert wird, das mit dem Fernsehsystem dieses Formatiersignals TVF übereinstimmt.
Das Videosignal Y&sub2;, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung des Standes der Technik beschrieben wurde, wird mit einem Videosignal des Hauptschirms in einem Videosignalprozessor verarbeitet, und das resultierende Signal wird auf einem Femsehmonitor angezeigt.
Fig. 2 zeigt die detaillierte Struktur der Zeitsteuerungsschaltung 30, und die Zeitsteuerung der einzelnen Abschnitte dieser Schaltung ist in den Fig. 3A und 3B für die Horizontal- bzw. Vertikalabtastsignale gezeigt.
Die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40 enthält Vertikal- und Horizontalsynchronzähler 41, 42 zur Ausgabe von Vertikal- und Horizontalabtastzeitsteuerungssignalen des Einsetzschirms synchron mit den Vertikalund Horizontalsynchronisationssignalen VD, HC des Hauptschirms. Der Horizontalsynchronzähler 41 bildet eine Phasenregelschleifenschaltung (PLL), die mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 43 und einer Phasenvergleicherschaltung 44 verbunden ist. Deshalb ist mit dem Horizontalsynchronisationssignal HD, das abgetrennt und als Referenzsignal von dem Videosignal des Hauptschirms erhalten wurde, die Ausgabe des Horizontalsynchronzählers 41 synchron mit dem Videosignal des Hauptschirms. Die Ausgabe des kontinuierlichen Horizontalsynchronzählers 41 wird einem Dekoder 45 zugeführt, und von einem ersten Ausgabeanschluß 45a dieses Dekoders 45 wird das Horizontalsynchronisationssignal HT&sub1; des Kindschirms (Einsetzschirms) ausgegeben. Der Vertikalsynchronzähler 42 empfängt das Horizontalsynchronisationssignal des Dekoders 45 und wird dann durch das Vertikalsynchronisationssignal VD zurückgesetzt, das von dem Videosignal des Hauptschirms erhalten wird, so daß die Vertikalabtastzeitsteuerung des Einsetzschirms mit dem Hauptschirm synchronisiert werden kann. Des weiteren wird die Ausgabe des kontinuierlichen Vertikalsynchronzählers 42 einem weiteren Dekoder 46 zugeführt, und von einem ersten Ausgabeanschluß 46a dieses Dekoders 46 wird das Vertikalsynchronisationssignal VT&sub1; des Einsetzschirms ausgegeben.
Die Ausgaben dieser Dekoder 45, 46 werden als Horizontalsynchronisationssignal HT&sub1; und als Vertikalsynchronisationssignal VT&sub1; einer Pulssynthetisierschaltung 47 zugeführt, wo diese Synchronisationssignale als ein Anzeigeabtast- Zeitsteuerungssignal oder ein Formatiersignal TVF synthetisiert werden.
Wie vorangehend erwähnt wurde, wird der kontinuierliche Horizontalsynchronzähler 41 gesteuert, um synchron mit dem Horizontalsynchronisationssignal HD des Hauptschirms zu sein. Bei dem Dekoder 45 wird das Horizontalsynchronisationszeitsteuerungssignal HT&sub1; umgewandelt und dann ausgegeben. Währenddessen wird der kontinuierliche Vertikalsynchronzähler 42 durch das Vertikalsynchronisationssignal VD des Hauptschirms zurückgesetzt. Bei dem Dekoder 46 wird das Vertikalsynchronisationssignal VT&sub1;, das mit dem Femsehabtastsystem des Hauptschirms übereinstimmt, umgewandelt und dann ausgegeben.
Bei dieser Erfindung wird die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40 verwendet, um ein Formatiersignal TVF zu erhalten, das mit dem Fernsehabtastsystem des Hauptschirms übereinstimmt. Wenn das Fernsehsystem des Hauptschirms bestimmt ist, wird ein Formatiersignal TVF bestimmt.
Die Position, an der der Einsetzschirm in den Hauptschirm eingefügt wird, kann jedoch so eingestellt werden, daß die Startposition der Einfügung des Einsetzschirms durch die Horizontal- und Vertikallesesteuerpulse HS, VS bestimmt wird, die von den zweiten Ausgabeanschlüssen 45b, 46b der Dekoder 45, 46 ausgegeben werden.
Diese Dekoder 45, 46 bilden somit eine Verzögerungsschaltung. Durch Einstellen des Verzögerungsausmaßes dieser Dekoder 45, 46 wird die nötige Verzögerungszeit als Lesesteuerpulse HS, VS für die Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignale gegeben, und diese verzögerten Signale werden an die jeweiligen Zähler 51, 52 einer Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 ausgegeben. Deshalb wird in dem gezeigten Beispiel der Beginn des Betriebs der Horizontal- und Vertikallesezeitsteuerungssignale jeweils während der Horizontal- und Vertikalabtastperioden gesetzt.
Die Einstellwerte der Dekoder 45, 46 können optional eingestellt werden, und diese Verzögerungsausmaße können z.B. durch Einstellen eines digitalen Schalters auf gewünschte Werte entsprechend den Anweisungswerten von dem Eingabeanschluß 45c, 46c der Dekoder 45, 46 bestimmt sein.
Die Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 enthält Horizontal- und Vertikallesezähler 51, 52 zur Steuerung von dem Horizontal- und Vertikallesen des CCD-Bildaufnahmeelements 10, wobei der Start des Betriebs der Horizontal- und Vertikallesezähler 51, 52 durch die Horizontalund Vertikallesesteuerpulse HS, VS gesteuert wird, die von der jeweiligen Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40 ausgegeben werden. Deshalb wird, wie es in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, der Betrieb der Horizontal- und Vertikallesezähler 51, 52 der Lese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 von der um ein vorgegebenes Ausmaß verzögerten Position gestartet, nämlich bei dieser Ausführungsform von LH horizontal und LV vertikal ausgehend von der Horizontal- und Vertikalleerabtastposition des Hauptschirms bei den Horizontal- und Vertikallesesteuerpulsen HS, VS. Bei dem Einsetzschirm 1 in Fig. 6 ist das Verzögerungsausmaß LH gleich H/2 und das Verzögerungsausmaß LV gleich V/3, wodurch die Position bestimmt wird, an der der Einsetzschirm auf dem Hauptschirm anzuzeigen ist.
In Fig. 2 ist die Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 mit Dekodern 53, 54 zum Dekodieren des Ausgaben der Horizontal- und Vertikallesezähler 51, 52 ausgestattet. Diese Dekoder 53, 54 überwachen jeweilige Zählwerte der Horizontal- und Vertikallesezähler 51, 52 und liefern Rücksetzsignale an die jeweiligen Zähler 51, 52, wenn die Zählwerte vorgegebene Werte, nämlich im gewöhnlichen Fall die Horizontal- und Vertikalabtastzeitabschnitte erreichen. Deshalb werden die Ausgaben dieser Dekoder 53, 54 als Horizontal- und Vertikallesesignale HT&sub2;, VT&sub2; an eine Pulssynthetisierschaltung 55 geliefert. Bei dieser Ausführungsform wird z.B. der Lesezeitabschnitt des CCD-Bildaufnahmeelements 10 entsprechend diesen Lesesignalen HT&sub2;, VT&sub2; auf die Hälfte der Horizontal- und Vertikalabtastzeitspanne H, V des Hauptschirms gesetzt, wodurch die Lesezeitsteuerung des CCD-Bildaufnahmeelements gesteuert wird.
Wechselsignale S&sub1;, S&sub2;, S&sub3;, S&sub4;, die von den jeweiligen Dekodem 45, 46, 53, 54 ausgegeben werden, werden als Anzeigewechselzeitsteuerungssignale verwendet, um zwischen den Kind- und Hauptschirmen umzuschalten.
Wie vorangehend erwähnt wurde, arbeitet die Lese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 mit einer Verzögerung, nämlich LH horizontal und LV vertikal in bezug auf die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 40. Im Ergebnis treibt die Auslese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 50 das CCD-Bildaufnahmeelement 10 um LH bzw. LV als Horizontal- bzw. Vertikalabtastzeitsteuerungen verzögert in bezug auf das Formatiersignal TVF zur Formatierung des Videosignais des Einsetzschirms an. Somit wird das Videosignal des Einsetzschirms in dem Hauptschirm an einer frei wählbaren Position während des Horizontal- und Vertikalabtastzeitabschnitts eingefügt, wodurch eine gewünschte Schirmzusammensetzung veranlaßt wird.
Erfindungsgemäß ist es möglich, da die Anzeigeabtastzeitsteuerung von der Lesezeitsteuerung des CCD-Bildaufnahmeelements getrennt ist, die Anzeigeabtastzeitsteuerung fest so zu bestimmen, daß sie mit dem Hauptschirm übereinstimmt. Andererseits ist die Lesezeitsteuerung des CCD-Bildaufnahmeelements wie gewünscht einstellbar, so daß die Position, an der der Einsetzschirm in dem Hauptschirm angezeigt werden soll, leicht verändert werden kann.
Da somit eine gewünschte Position der Einfügung durch Einstellen nur der Lesezeitsteuerung des CCD-Bildaufnahmeelements bestimmt wird, ist es möglich, die Zeitsteuerungserzeugungsschaltungen zu vereinfachen.
Fig. 4 zeigt eine modifizierte Festkörperbildaufnahmevorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform In Fig. 4 werden Teile oder Elemente ähnlich jenen der Fig. 2 durch Addieren von 100 zur jeweiligen Bezugszahl aus Fig. 2 bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Synchronisationsschaltung einer Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 140 von jener aus Fig. 2; es handelt sich um einen sog. direkten Rücksetztyp, bei dem ein Horizontalsynchronzähler 141 direkt mit dem Horizontalsynchronisationssignal HD des Hauptschirms zurückgesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist es ähnlich der Ausführungsform aus Fig. 2 möglich, das Formatiersignal TVF der Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung 140 mit dem Abtastsignal des Hauptschirms perfekt zu synchronisieren.
Erfindungsgemäß ist es möglich, da die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung von der Lese-Zeitsteuerungssignalerzeugungsschaltung des Bildaufnahmeelements getrennt ist, die Anzeigeabtastzeitsteuerung in Übereinstimmung mit dem Fernsehsystem des Hauptschirms festzusetzen, und es ist möglich, die Lesezeitsteuerung des Bildaufnahmeelements zu ändern. Die Schaltungstrennung ermöglicht, daß die Schaltungsstruktur einfach ist, wodurch niedrige Kosten und geringes Gewicht des Bildaufnahmeelements garantiert werden.
Bei den gezeigten Ausführungsformen hat das Festkörperbildaufnahmeelement die Form eines Vollbildübertragungssystems. Alternativ dazu kann es vom zeilenverknüpften Übertragungssystem- oder einem vollbild-zeilenverknüpften Übertragungssystemtyp sein.

Claims

1. Festkörperbildaufnahmevorrichtung zum Einfügen eines vorgegebenen Bildes in einen Teil eines Hauptschirms mit:

einem Festkörperbildaufnahmeelement (10) mit einer verringerten Anzahl Pixel gegenüber dem auf dem Hauptschirm angezeigten Bild, um ein empfangenes Bild fotoelektrisch umzuwandeln und um eine Sequenz elektrischer informationsenthaltender Ladungen in Übereinstimmung mit einem Videomuster zu erzeugen;

einem Treibermittel (20) zum Übertragen der elektrischen Ladungen vertikal und zur Ausgabe der vertikal übertragenen elektrischen Ladungen für jede Horizontalzeile, um ein gewünschtes Einfüg-Videosignal zu erhalten; und

einem Abtast-Zeitsteuerungs-Einstellmittel (30) zum Einstellen einer Auslesezeitsteuerung und einer Anzeigeabtast-Zeitsteuerung des Festkörperbildaufnahmeelements (10) entsprechend dem Fernsehsystem des Hauptschirms,

wobei das Abtast-Zeitsteuerungs-Einstellmittel (30) enthält:

eine Anzeige-Abtastsignal-Erzeugungsschaltung (40) zur Erzeugung eines Synchronisationssignals in Übereinstimmung mit dem Fernsehsystem des Hauptschirms und zum festen Einstellen des Formats des Videosignals in Übereinstimmung mit dem Hauptschirm und

eine Auslese-Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung (50) zur Erzeugung einer Auslesevorgangs-Zeitsteuerung des Treibermittels (20);

wobei die Anzeige-Abtastsignal-Erzeugungsschaltung (40) und die Auslese-Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung (50) getrennt voneinander vorgesehen sind und wobei

die Auslese-Zeitsteuerung des Festkörperbildaufnahmeelements (10) beruhend auf dem Anzeigeabtast- Zeitsteuerungssignal eingestellt werden kann,

wobei die Anzeige-Abtastsignal-Erzeugungsschaltung (40) enthält: einen Horizontal-Synchronzähler (51), der zur Synchronität mit einem Horizontal-Synchronisationssignal des Hauptschirms gesteuert wird, einen Vertikal-Synchronzähler (52), der zur Synchronizität mit einem Vertikal-Synchronisationssignal des Hauptschirms gesteuert wird, einen Horizontal-Verzögerungsdekoder (53), um die Ausgabe des Horizontal-Synchronzählers (51) um einen Verzögerungsbetrag zu verzögern, um die Position zu bestimmen, beginnend mit der die Anzeige des einzufügenden Schirms auf dem Hauptschirm gestartet wird, und einen Vertikal-Verzögerungsdekoder (42), um die Ausgabe des Vertikal-Synchronzählers (52) um einen Verzögerungsbetrag zu verzögern, um die Position zu bestimmen, beginnend mit der die Anzeige des einzufügenden Schirms auf dem Hauptschirm gestartet wird, und

wobei die Auslese-Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung (50) enthält: einen weiteren Horizontal-Synchronzähler (41) entsprechend dem erstgenannten Horizontal-Synchronzähler (50) für das Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignal, einen weiteren Vertikal-Synchronzähler (52) entsprechend dem erstgenannten Vertikal-Synchronzähler (52) für das Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignal, ein Horizontal-Auslesedekoder (45), um die Ausgabe des letztgenannten Horizontal-Synchronzählers (41) während des Zeitabschnitts auszugeben, währenddessen der Einfügschirm anzuzeigen ist, und einen Vertikal-Auslesedekoder (46), um die Ausgabe des letztgenannten Vertikal-Synchronzählers (42) in dem Zeitabschnitt auszugeben, währenddessen der Einfügschirm anzuzeigen ist.

2. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignal in Übereinstimmung mit einem Abtastsignal des Hauptschirms festgelegt wird, wenn die Auslese-Zeitsteuerung des Festkörperbildaufnahmeelements (10) in Übereinstimmung mit der Position eingestellt werden kann, an der der Einfügschirm bezüglich des Hauptschirms einzufügen ist.

3. Festkörperbildbaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Festkörperbildaufnahmeelement (10) ein CCD-Element ist.

4. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigeabtast-Zeitsteuerungssignal-Erzeugungsschaltung (40) enthält: einen Horizontal-Synchronzähler (151), der gesteuert wird, um synchron mit einem Horizontal-Synchronisationssignal des Hauptschirms zu sein, und einen Vertikal-Synchronzähler (152), der gesteuert wird, um synchron mit dem Vertikal-Synchronisationssignal des Hauptschirms zu sein.

5. Festkörperbildaufnahmevorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei dem jeder der Horizontal- und Vertikal-Auslesedekoder (145, 146) zur Bestimmung der Position, an der der Einfügschirm einzufügen ist, eine Verzögerungsschaltung ist, bei der das Verzögerungsausmaß von außen gesetzt werden kann.