JP2011151468A - テレビジョンカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】移動する被写体の複数の画像データを高速に出力し、少ないデータ量で必要な画像部分を転送する。
【解決手段】撮像視野内を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路と、前記水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路に水平転送パルスと垂直転送パルスを出力するタイミング発生回路とを有するテレビジョンカメラであって、前記タイミング発生回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号に基づいて、前記水平転送パルスと垂直転送パルスを出力し、パーシャルスキャン画像の取込位置を可変して撮像する。
【選択図】図1
【解決手段】撮像視野内を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路と、前記水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路に水平転送パルスと垂直転送パルスを出力するタイミング発生回路とを有するテレビジョンカメラであって、前記タイミング発生回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号に基づいて、前記水平転送パルスと垂直転送パルスを出力し、パーシャルスキャン画像の取込位置を可変して撮像する。
【選択図】図1
Description
本発明は、テレビジョンカメラに関し、特に、トリガー機能及びパーシャルスキャン(株式会社日立国際電気の登録商標)機能を行うテレビジョンカメラに関する。
従来のテレビジョンカメラには、トリガー機能と呼ばれる機能を有するものがある。トリガー機能とは、移動物体を撮像するために、1つのトリガーパルスを基準に1フレーム分の画像を撮像する機能である。通常は、1つのトリガーパルスに1フレーム分の画像しか撮像できない。しかし1つのトリガーパルスに対して複数フレームの画像を撮像する機能も、従来から存在する。
また、パーシャルスキャン機能をテレビジョンカメラがある。パーシャルスキャン機能とは、インターラインCCD( Charge Coupled Device )を用いたテレビジョンカメラの場合に、受光画素領域の内の全領域を使用せず、特定の領域、即ち水平または垂直の所定画素分のみを部分的に読み出す機能である。
従来のテレビジョンカメラでも、通常のトリガー機能とパーシャルスキャンを組み合わせて使用することも可能であった。
また、パーシャルスキャン機能をテレビジョンカメラがある。パーシャルスキャン機能とは、インターラインCCD( Charge Coupled Device )を用いたテレビジョンカメラの場合に、受光画素領域の内の全領域を使用せず、特定の領域、即ち水平または垂直の所定画素分のみを部分的に読み出す機能である。
従来のテレビジョンカメラでも、通常のトリガー機能とパーシャルスキャンを組み合わせて使用することも可能であった。
図5と図6によって、インターラインCCDを用いた時のパーシャルスキャンの動作説明を行う。図5は、インターラインCCDの概略構成を説明するための図である。また、図6は、パーシャルスキャン機能を説明するための図である。
図5において、501はフォトダイオード、502は垂直転送用CCD、503は水平転送用CCD、504は電荷検出部である。まず、図5(A)は、フォトダイオード501からの読出しを説明するための図であり、フォトダイオード501に入射した光が光電変換され、フォトダイオード501に蓄積された信号電荷は、映像期間の垂直帰線期間に垂直転送用CCD502に読み出される状態を示している。なお、黒丸は、信号電荷を表している。図5(B)は、映像期間の水平帰線期間に一段ずつ垂直転送用CCD502から水平転送用CCD503に転送される状態を示している。図5(C)は、水平転送用CCD503で、電荷検出部504に転送される状態を示し、CCDからの出力信号として出力される。そして、垂直転送用CCD502から水平転送用CCD503、そして電荷検出部504への信号電荷の転送は、繰り返し行なわれ、すべての信号電荷が出力され、1フレーム毎の画像の映像信号が得られる。なお、垂直転送用CCD502及び水平転送用CCD503は、通常パルス駆動され、垂直転送用CCD502は、例えば、Tvの周期のパルス間隔、例えば、NTSC方式の場合、1/30秒間隔(1フレーム間隔)の転送パルスが使用される。また、水平転送用CCD503は、Thの周期のパルス間隔、例えば、NTSC方式の場合、64μsec間隔(1水平走査期間)の転送パルスが使用される。
以上の動作で、1フレーム毎の映像信号が得られるが、ここでパーシャルスキャン方式のテレビジョンカメラについて、図6を用いて説明する。図6(A)は、パーシャルスキャンによる撮像画像600を示し、撮像領域601及び603は画像信号として不要な領域、撮像領域602は画像信号を必要とする領域を示している。このように、撮像画像600の内、画像信号として不要な領域601及び603を除外し、必要とする領域602だけを画像信号として出力するためにパーシャルスキャン方式のテレビジョンカメラが用いられる。そのための垂直転送パルス及び水平転送パルスを図6(B)に示す。
図6(B)において、まず、撮像画像600の内、画像信号として不要な領域601、即ち、期間t1については、垂直転送用CCD502の垂直転送パルスの転送周期を、通常の垂直転送パルスの周期Tvの(1/N)倍、例えば、1/10倍の垂直転送パルス周期(Tv×1/10)で電荷を転送すると、画像信号として不要な領域601の転送時間t1は、1/10の速度で水平転送用CCD503に転送される。一方、水平転送用CCD503は、通常の水平転送用パルスの周期は、Thであるが、垂直転送用CCD502から通常の10倍の転送速度で電荷が転送されてくるので、画像信号として不要な領域601の転送時間t1は、例えば、1/10倍の水平転送パルス周期(Th×1/10)で電荷を転送し、電荷検出部504に不要電荷を掃き出す。
次に、画像信号として必要とする領域602、即ち期間t2については、通常の読出し速度、即ち、垂直転送用CCD502の垂直転送パルスの転送周期Tv及び水平転送用CCD503の水平転送パルスの転送周期Thでそれぞれ1水平走査線毎に読み出すと、領域602の画像信号が出力される。
続いて、画像信号として不要な領域603、即ち、期間t3については、垂直転送用CCD502の垂直転送パルスの転送速度を通常の垂直転送パルスの周期Tvの(1/N)倍、例えば、1/10倍の垂直転送パルス周期(Tv×1/10)で電荷を転送すると、画像信号として不要な領域603の転送時間t3は、1/10の速度で水平転送用CCD503に転送される。同様に、水平転送用CCD503には、通常の水平転送用パルスの周期の1/10倍の転送速度で電荷が転送されてくるので、画像信号として不要な領域603の転送時間t3は、1/10倍の水平転送パルス周期(Th×1/10)で電荷を転送し、電荷検出部504に不要電荷を掃き出すので、画像信号として不要な領域603の転送時間t3は、1/10の速度で電荷検出部504に不要電荷を掃き出す。このようにパーシャルスキャン方式のテレビジョンカメラでは、画像信号として不要な領域の電荷は、高速転送で、電荷を掃き出し、画像信号として必要な領域は、通常の速度で読み出すことにより効率的な映像信号を取得することができる。
図2と図4によって、従来のテレビジョンカメラにおける撮像素子のトリガーパルスに対する動作を説明する。図2は、従来のテレビジョンカメラのトリガーパルスに対する動作の一例を示すブロック構成図である。図4は従来のトリガーパルスと画像出力との関係を示すタイミング図である。図4(A)はトリガーパルス波形、図4(B)は画像出力波形を示す。図4における横軸は、図4(A)(B)に共通の時間である。
201は固体撮像素子、202は垂直転送パルス駆動回路、203は水平転送パルス駆動回路、204は水平転送パルス発生回路、205は垂直転送パルス発生回路、206は水平転送パルス発生回路204及び垂直転送パルス発生回路205を含むタイミング発生回路、209は外部からタイミング発生回路206に入力されるトリガーパルスである。
トリガーパルス209は、タイミング発生回路206に接続される。タイミング発生回路206内の水平転送パルス発生回路204は、水平転送パルス駆動回路203に接続される。また、タイミング発生回路206内の垂直転送パルス発生回路205は、垂直転送パルス駆動回路202に接続される。水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、それぞれ、撮像素子201に接続される。
201は固体撮像素子、202は垂直転送パルス駆動回路、203は水平転送パルス駆動回路、204は水平転送パルス発生回路、205は垂直転送パルス発生回路、206は水平転送パルス発生回路204及び垂直転送パルス発生回路205を含むタイミング発生回路、209は外部からタイミング発生回路206に入力されるトリガーパルスである。
トリガーパルス209は、タイミング発生回路206に接続される。タイミング発生回路206内の水平転送パルス発生回路204は、水平転送パルス駆動回路203に接続される。また、タイミング発生回路206内の垂直転送パルス発生回路205は、垂直転送パルス駆動回路202に接続される。水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、それぞれ、撮像素子201に接続される。
図2及び図4において、テレビジョンカメラの外部からトリガーパルス209がタイミング発生回路206に入力されることによって、水平転送パルス発生回路203と垂直転送パルス発生回路202は、それぞれ同期している。そして、水平転送パルス発生回路204は、水平転送パルスを水平転送パルス駆動回路203に出力し、垂直転送パルス発生回路205は、垂直転送パルスを垂直転送パルス駆動回路202に出力する。
水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、撮像素子201は、通常画像A416、通常画像B417、通常画像C418と順に出力する。
図2と図4において、図6の様に画面中央部に画像を出力するために、画面上部から画像出力部までの期間を高速掃き出し部601として電荷を高速に掃き捨てる。その後画像出力する期間だけ通常転送を行い画像602を出力し、残りの期間を高速掃き出し部602として電荷を高速に掃き捨てる。画像602の取込位置は、自由に選択できる。
水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、撮像素子201は、通常画像A416、通常画像B417、通常画像C418と順に出力する。
図2と図4において、図6の様に画面中央部に画像を出力するために、画面上部から画像出力部までの期間を高速掃き出し部601として電荷を高速に掃き捨てる。その後画像出力する期間だけ通常転送を行い画像602を出力し、残りの期間を高速掃き出し部602として電荷を高速に掃き捨てる。画像602の取込位置は、自由に選択できる。
上述の従来技術のテレビジョンカメラでは、撮像したい被写体が小さく、移動する際に1つのトリガーパルスの対して複数フレームの画像を撮像する場合、被写体が写っていない不要部分を含む画像を撮像するため、データ量が大きくなってしまう。
しかし、図4に示した様に、通常のパーシャルスキャン機能を使用すると被写体が移動するため、同じ部分画像を複数フレーム数撮像するため、被写体の存在しない画像を取得してしまう惧れがある。その結果、必要な情報を取得できる画像を撮像できない。
しかし、図4に示した様に、通常のパーシャルスキャン機能を使用すると被写体が移動するため、同じ部分画像を複数フレーム数撮像するため、被写体の存在しない画像を取得してしまう惧れがある。その結果、必要な情報を取得できる画像を撮像できない。
上述の課題を解決するため、本発明のテレビジョンカメラは、1つのトリガーモードを複数フレームの画像を撮像する際にパーシャルスキャン機能を使用し、撮像する毎に取込位置を可変させるものである。
本発明によれば、データ量を少なく必要な画像部分を転送できる。また、必要な複数フレームの画像情報を高速に出力することが可能となる。
以下、本発明によるテレビジョンカメラの実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図の説明において、従来の技術を説明した図1と図2を含め、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。
また、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
また、以下の説明は、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であり、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
図1と図3によって、本発明のテレビジョンカメラの一実施例を説明する。図1は、本発明のテレビジョンカメラの動作の一実施例を示すブロック構成図である。図3は、本発明のトリガーパルスと画像出力との関係の一実施例を示すタイミング図である。図3(A)はトリガーパルス波形、図3(B)は画像出力波形を示す。図3における横軸は、図3(A)、(B)に共通の時間である。106はタイミング発生回路、107はパーシャルスキャン決定回路、108はパーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号である。
図1は、図2の構成に対して、タイミング発生回路206をパーシャルスキャン決定回路107を新たに設けたに替えたものである。そして、パーシャルスキャン決定回路107に、外部からパーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号108を入力するようにし、パーシャルスキャン決定回路107の出力信号を垂直転送パルス発生回路205に入力するようにしたものである。
図1は、図2の構成に対して、タイミング発生回路206をパーシャルスキャン決定回路107を新たに設けたに替えたものである。そして、パーシャルスキャン決定回路107に、外部からパーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号108を入力するようにし、パーシャルスキャン決定回路107の出力信号を垂直転送パルス発生回路205に入力するようにしたものである。
図1のテレビジョンカメラは、インターラインCCD( Charge Coupled Device )を用いたテレビジョンカメラであり、通常のトリガー機能とパーシャルスキャンを組み合わせて使用することが可能である。また、一般的に、インターラインCCDを用いたテレビジョンカメラは、フレーム転送方式のCCDを用いたテレビジョンカメラに比べ、高解像度モードと通常解像度の標準テレビジョンモードが可能である。
図1において、撮像視野内を移動する被写体をトリガーパルス209を1つ発生し、タイミング発生回路106に出力する。即ち、図2と同様に、テレビジョンカメラの外部からトリガーパルス209がタイミング発生回路106に入力されることによって、タイミング発生回路106内の水平転送パルス発生回路203と垂直転送パルス発生回路202は、それぞれ同期している。そして、水平転送パルス発生回路204は、水平転送パルスを水平転送パルス駆動回路203に出力し、垂直転送パルス発生回路205は、垂直転送パルスを垂直転送パルス駆動回路202に出力する。
水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、通常画像A316、通常画像B317、通常画像C318と順に、複数フィールドの画像を出力する。
水平転送パルス駆動回路203及び垂直転送パルス駆動回路202は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、通常画像A316、通常画像B317、通常画像C318と順に、複数フィールドの画像を出力する。
タイミング発生回路106のパーシャルスキャン決定回路107は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号108が入力されると、当該パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号108に基づいて、画像の取込位置を決定して、パルスの発生を決定し、タイミング制御信号を、水平転送パルス発生回路204及び垂直転送パルス発生回路205に出力する。
垂直転送パルス発生回路205は、入力されたタイミング制御信号に基づいて垂直転送パルスを発生し、垂直転送パルス駆動回路202に出力する。また、同様に、水平転送パルス発生回路204は、入力されたタイミング制御信号に基づいて水平転送パルスを発生し、垂直転送パルス駆動回路203に出力する。
垂直転送パルス駆動回路202及び水平転送パルス駆動回路203は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、撮像素子201は、2つの駆動回路202及び203に従って通常画像A316、通常画像B317、通常画像C318と順に、映像出力する。
その際、被写体が撮像視野内を移動するため、パーシャルスキャンの取込位置を可変させる。
垂直転送パルス発生回路205は、入力されたタイミング制御信号に基づいて垂直転送パルスを発生し、垂直転送パルス駆動回路202に出力する。また、同様に、水平転送パルス発生回路204は、入力されたタイミング制御信号に基づいて水平転送パルスを発生し、垂直転送パルス駆動回路203に出力する。
垂直転送パルス駆動回路202及び水平転送パルス駆動回路203は、入力されたそれぞれの転送パルスに従って撮像素子201を駆動し、撮像素子201は、2つの駆動回路202及び203に従って通常画像A316、通常画像B317、通常画像C318と順に、映像出力する。
その際、被写体が撮像視野内を移動するため、パーシャルスキャンの取込位置を可変させる。
なお、パーシャルスキャンの取込位置の可変は、例えば、監視する視野範囲が入門口であれば、人の進入方向をテレビジョンカメラの垂直方向とほぼ平行にして、パーシャルスキャンの設定を行う。あるいは、進入方向を視野範囲の上辺若しくは下辺とし、斜めに進行しても視野範囲内から外れないようにして、パーシャルスキャンの設定を行う。
そして、タイミング発生回路のパーシャルスキャン決定回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号が入力された時に、人が進入し始める所定の撮像開始位置を撮像し、次のフレームの画像は中間位置、最後のフレームの画像は、入門後の撮像終了位置としてパーシャルスキャン画像を取得するように、あらかじめ設定する。
そして、タイミング発生回路のパーシャルスキャン決定回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号が入力された時に、人が進入し始める所定の撮像開始位置を撮像し、次のフレームの画像は中間位置、最後のフレームの画像は、入門後の撮像終了位置としてパーシャルスキャン画像を取得するように、あらかじめ設定する。
上記本発明のテレビジョンカメラは、撮像視野内を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路と、前記水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路に水平転送パルスと垂直転送パルスを出力するタイミング発生回路とを有するテレビジョンカメラであって、前記タイミング発生回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号に基づいて、前記水平転送パルスと垂直転送パルスを出力し、パーシャルスキャン画像の取込位置を可変して撮像することを特徴とする。
なお、1つのパーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号の入力によって、撮像する画像は3フレームではなく、いくつでも良い。
なお、1つのパーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号の入力によって、撮像する画像は3フレームではなく、いくつでも良い。
上記実施例によれば、常に被写体が撮像でき、且つ、必要な情報のみを得ることができるため、データ量を少なく必要な画像部分を転送できる。また、高速にデータ転送が可能となる。
106:タイミング発生回路、 107:パーシャルスキャン決定回路、 108:パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号、 201:固体撮像素子、 202:垂直転送パルス駆動回路、 203:水平転送パルス駆動回路、 204:水平転送パルス発生回路、 205:垂直転送パルス発生回路、 206:タイミング発生回路、 209:トリガーパルス、 316〜318:通常画像、 416〜418:通常画像、 501:フォトダイオード、 502:垂直転送用CCD、 503:水平転送用CCD、 504:電荷検出部、 600:撮像画像、 601:〜603:撮像領域。
Claims (1)
- 撮像視野内を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を駆動する水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路と、前記水平転送パルス駆動回路及び垂直転送パルス駆動回路に水平転送パルスと垂直転送パルスを出力するタイミング発生回路とを有するテレビジョンカメラであって、前記タイミング発生回路は、パーシャルスキャン取込位置決定外部制御信号に基づいて、前記水平転送パルスと垂直転送パルスを出力し、パーシャルスキャン画像の取込位置を可変して撮像することを特徴とするテレビジョンカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010009097A JP2011151468A (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | テレビジョンカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010009097A JP2011151468A (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | テレビジョンカメラ |
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JP2011151468A true JP2011151468A (ja) | 2011-08-04 |
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ID=44538093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010009097A Pending JP2011151468A (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | テレビジョンカメラ |
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