JP2657125B2 - 撮像システム - Google Patents

撮像システム

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JP2657125B2
JP2657125B2 JP3064808A JP6480891A JP2657125B2 JP 2657125 B2 JP2657125 B2 JP 2657125B2 JP 3064808 A JP3064808 A JP 3064808A JP 6480891 A JP6480891 A JP 6480891A JP 2657125 B2 JP2657125 B2 JP 2657125B2
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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、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6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
7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8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7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及びその同期信号SYを受けて動作する撮像ユニ
ット12からなり、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
水平走査周期及び水平走査周期の各成分を含む同期信号
SYを作成し、撮像ユニット12に供給する。撮像ユニ
ット12では、同期信号SYの各成分に応じて撮像素子
の走査タイミングが設定され、この撮像素子の出力に対
して所定のフォーマット処理が施されて映像信号Y0と
して出力される。また、撮像ユニット12に搭載される
撮像素子は、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、分離された同期信号SYのタイミング
を各テレビカメラ20a〜20c独自のタイミングに変
更するタイミング変更回路22、タイミングが変更され
た同期信号SYa〜SYcを受けて動作する撮像ユニッ
ト23及び撮像ユニット23から出力される映像信号Y
a〜Ycを映像信号Y0に順次足し込む信号合成回路2
4からなり、テレビカメラ10に同期することにより、
映像信号Y0に同期する映像信号Ya〜Ycをそれぞれ
出力する。各テレビカメラ20a〜20cの撮像ユニッ
ト23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、それ
ぞれの各映像信号Ya〜Ycのタイミングを変更するこ
となく合成することができる。各撮像ユニット23は、
テレビカメラ10の撮像ユニット12と同様に撮像領域
の画素数が1/4の撮像素子が用いられており、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
畳された各映像信号Ya〜Ycを出力することになる。
映像成分が重畳される期間は、タイミング変更回路22
により各テレビカメラ20a〜20c毎に重なり合うこ
とがないように設定される。従って、合成回路24によ
り映像信号Y0に各映像信号Ya〜Ycを順次足し込む
ことで、図6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、20a〜
20cからの映像を分割表示する映像信号Ymが得ら
れ、この映像信号Ymがモニタ2に供給される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のような撮像シス
テムの場合、各テレビカメラ20a〜20cには、電源
30から電力がそれぞれ供給されることになるが、複数
のテレビカメラ20a〜20cを接続する通信ラインに
加えて電力ラインが必要になるため、各テレビカメラ1
0、20a〜20cの接続が繁雑になるといった問題が
生じる。特に、接続されるテレビカメラの数が多くなる
と、通信ライン及び電力ラインが共に長くなり、各テレ
ビカメラ20a〜20cの回路構成の簡略化によるコス
ト削減の効果を十分に生かすことができない。
【0009】また、各テレビカメラ20a〜20cに電
力源を内蔵させれば電力ラインを削減することはできる
が、各テレビカメラ20a〜20cの回路規模が大きく
なりテレビカメラ20a〜20c自体のコストが増大す
るため、複数のテレビカメラを用いる撮像システムに採
用することは、好ましくない。そこで本発明は、複数の
テレビカメラの接続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
に複数の撮像装置を並列に接続し、各撮像装置から出力
される映像信号を上記伝送ライン上で合成することで、
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、上記伝送ラインにインピーダン
ス変換回路を介して所定の電圧を与える電力供給手段
と、上記伝送ラインにテレビジョンフォーマットの同期
信号を与える同期信号供給手段と、を備え、上記撮像装
置は、上記伝送ラインからリップル除去回路を介して電
力を得ると共に、上記伝送ラインから上記同期信号を得
て撮像素子の走査タイミングを設定し、この撮像素子か
ら得られる映像信号を上記伝送ラインに送出することに
ある。
【0011】
【作用】本発明によれば、各撮像装置に電力を供給する
ための直流電圧をインピーダンス変換回路を介して伝送
ラインに与えることで、高周波成分に対する伝送ライン
のインピーダンスが高いままに保たれることになり、伝
送ラインに直流電圧と高周波の映像信号及び同期信号を
重畳することができる。このため、単一の伝送ラインに
より複数の撮像装置に電力と同期信号とが供給される。
【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40は、同期
信号SYを発生する同期信号発生回路41、同期信号S
Yを受けて動作する撮像ユニット42、伝送ラインLの
高周波成分を除去して直流電圧VDを得るリップル除去
回路43及び撮像ユニット42の各部に電力を供給する
レギュレータ回路44からなり、同期信号SYを含む映
像信号Y0を出力する。同期信号SYは、水平走査周期
及び垂直走査周期の各成分を有し、撮像ユニット42の
撮像素子の水平及び垂直の走査タイミングを決定する。
撮像ユニット42から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、直流成分を
遮断するコンデンサ45を介して伝送ラインLに出力さ
れる。伝送ラインLには、映像信号Y0の他にテレビカ
メラ40を駆動するのに十分な直流電圧VDが重畳され
ており、この直流電圧VDがリップル除去回路43によ
り取り出されてレギュレータ回路44に与えられる。レ
ギュレータ回路44は、リップル除去回路43から与え
られる直流電圧VDを各部に必要な各種の電圧に変換す
るもので、所定のレベルの各電圧を撮像ユニット42及
び同期信号発生回路41に供給する。
【0013】一方、テレビカメラ40に対して伝送ライ
ンLに並列に接続される3台のテレビカメラ50a〜5
0cは、それぞれ、伝送ラインLから同期信号SYを受
けて動作する撮像ユニット51、伝送ラインLの高周波
成分を除去して直流電圧VDを得るリップル除去回路5
2及び撮像ユニット42の各部に電力を供給するレギュ
レータ回路53で構成され、映像信号Y0に同期した映
像信号Ya〜Ycを伝送ラインLに出力する。ここで、
リップル除去回路52及びレギュレータ回路53は、テ
レビカメラ40のものと同一であり、リップル除去回路
52により伝送ラインLから取り出された直流電圧VD
がレギュレータ回路53に入力され、レギュレータ回路
53から所定のレベルの電圧が撮像ユニット51に供給
される。また、撮像ユニット51には、直流成分を遮断
するコンデンサ55を介して伝送ラインLから映像信号
Y0が入力され、この映像信号Y0から分離される同期
信号SYに従って撮像素子の走査タイミングが設定され
る。そして、撮像ユニット51から出力される映像信号
Ya〜Ycは、再びコンデンサ55を介して伝送ライン
Lに出力される。従って、伝送ラインLには、各テレビ
カメラ40、50a〜50cで得られた映像信号Y0、
Ya〜Ycが足し合わされ、同期信号SYを含んだ映像
信号Ymが重畳されることになる。
【0014】伝送ラインLに直流電圧を重畳することに
より各テレビカメラ40、50a〜50cに電力を供給
する電力供給部60は、例えば一般の交流電源から一定
の直流電圧を得る電源回路61及び伝送ラインLに電源
回路61からの直流電圧VDを重畳するインピーダンス
変換回路62で構成され、さらに伝送ラインLの映像信
号Ymを受ける信号処理回路63が設けられている。イ
ンピーダンス変換回路62は、上述の各テレビカメラ4
0、50a〜50cのものと同一であり、インピーダン
スを低下させることなく伝送ラインLに直流電圧を重畳
するように構成される。そして、伝送ラインLからコン
デンサ64を介して映像信号Ymが入力される信号処理
回路63は、映像信号Ymに対してレベルクランプ、増
幅等の信号処理を施してテレビモニタ2に供給する。
【0015】図2は、各テレビカメラ50a〜50cの
撮像ユニット51の構成を示すブロック図である。この
図では、テレビカメラ50aの撮像ユニット51を例に
して示してあるが、撮像ユニット51の回路構成は、各
テレビカメラ50a〜50cとも同一である。伝送ライ
ンLから入力される映像信号Y0は、例えば、図3に示
すように各垂直走査期間(1V)の前半の期間にのみ映
像成分が重畳されており、この映像信号Y0が同期分離
回路71に入力される。同期分離回路71は、映像信号
Y0の映像成分を除去することにより同期成分のみとな
った映像信号Y0、即ち同期信号SYをタイミング発生
回路72に入力する。同期分離回路71における映像成
分の除去は、例えば、映像信号Y0の基準レベルをV1
にクランプした後、映像信号Y0を同期信号SYのタイ
ミングパルスの波高値より低いレベルV2と比較し、そ
の比較結果を同期信号SYとして出力するようにして実
現できる。タイミング発生回路72は、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から水平成
分と垂直成分とを分離し、水平同期信号等の水平走査周
期のタイミング信号と垂垂同期信号等の垂直走査周期の
タイミング信号とをタイミング変更回路73に入力す
る。タイミング変更回路73は、CCD固体撮像素子7
4の出力タイミングを制御することにより、各テレビカ
メラ40、50a〜50cからの映像信号Y0、Ya〜
Ycの映像成分が互いに重なり合わないようにするもの
で、各テレビカメラ50a〜50cで撮像素子74の走
査タイミングが水平走査及び垂直走査のそれぞれで1/
2周期毎異なるように設定される。テレビカメラ50a
では、垂直走査のタイミングが1/2周期遅らされた同
期信号SYaが駆動クロック発生回路75に入力され
る。従って、駆動クロック発生回路75は、撮像素子7
4を1/2垂直走査期間遅れたタイミングで駆動し、撮
像素子74より垂直走査期間の後半に映像成分を出力さ
せる。この撮像素子74の出力は、同期信号SYに従っ
て動作する信号処理回路76において、サンプルホール
ド、レベル補正等の信号処理が施された後、図3に示す
ような映像信号Yaとして信号合成回路77に入力され
る。そして、垂直走査期間の前半に映像成分が重畳され
た映像信号Y0に、後半に映像成分が重畳された映像信
号Yaを足し合わせることにより、映像信号Ymが伝送
ラインLに出力される。ここでの映像信号Ymは、垂直
走査期間において均等に映像成分が重畳されているが、
水平走査期間では、前半の期間にのみ映像成分が重畳さ
れることになる。そこで、映像成分が重畳されていない
水平走査期間の後半については、テレビカメラ50aの
次段に接続されるテレビカメラ50b及び50cからの
映像信号Yb及びYcの映像成分を重畳する期間であ
る。従って、各テレビカメラ50a〜50cにおいて映
像信号Y0に映像信号Ya〜Ycが順次重畳された映像
信号Ymは、水平走査期間及び垂直走査期間が2分割さ
れ、それぞれの期間にテレビカメラ40、50a〜50
cからの映像信号Y0、Ya〜Ycの映像成分が重畳さ
れており、テレビモニタ2の画面上に4分割した映像を
表示する。
【0016】図4は、インピーダンス変換回路54、6
2の回路構成の一例を示す回路図である。電源回路61
からの直流電圧VDを受ける入力端子には、コンデンサ
C1及びコイルLが接続され、このコイルLに抵抗R
1、pnpトランジスタT1のエミッタ及びnpnトラ
ンジスタT2のコレクタが接続される。抵抗R1には、
npnトランジスタT3のベース、抵抗R2及びコンデ
ンサC2が接続され、そしてpnpトランジスタT1の
ベースがpnpトランジスタT4のエミッタに接続され
る。pnpトランジスタT4のベースは、npnトラン
ジスタT3のコレクタ及びコンデンサC3に接続され、
コレクタは、pnpトランジスタT1のコレクタに接続
されて直流電圧VDを出力する。npnトランジスタT
2及びT3のエミッタには、抵抗R3が接続され、np
nトランジスタT2のベースには、出力側に抵抗R4が
接続され、さらに抵抗R5及びコンデンサC4が接続さ
れる。また出力側には、接地点との間にコンデンサC5
及び抵抗R6が直列に接続され、コンデンサC5と抵抗
R6との接続点より出力側の高周波成分、即ち伝送ライ
ンLに重畳される映像信号Y0、Ya〜Ycが出力され
る。伝送ラインLに重畳される高周波成分は、pnpト
ランジスタT1、T4により遮断され、従って、出力側
のインピーダンスが低周波成分に対して低く、高周波成
分に対して高く作用するようになり、電力源用の直流電
圧VDと映像信号Y0、Ya〜Ycとを同一の伝送ライ
ンLに重畳することが可能になる。
【0017】図5は、リップル除去回路43、52の回
路構成の一例を示す回路図である。映像信号Y0、Ya
〜Ycが重畳された直流電圧VDが入力される入力端子
には、抵抗R11、npnトランジスタT11及びT1
2のコレクタが接続され、npnトランジスタT11の
ベースがnpnトランジスタT12のエミッタに接続さ
れると共に、npnトランジスタT11のエミッタから
直流電圧VDが出力される。npnトランジスタT11
及びT12のベース、エミッタ間には、それぞれコンデ
ンサC11、C12が接続され、さらにnpnトランジ
スタT11のエミッタとnpnトランジスタT12のベ
ースとの間にコンデンサC13が接続される。そして、
抵抗R11及びnpnトランジスタT12のベースが抵
抗R12を介して接地される。従って、入力側からの高
周波成分がnpnトランジスタT11、T12により遮
断され、出力側に直流電圧VDが出力される。また、入
力側のインピーダンスは、低周波成分に対して低く、高
周波成分に対して高く作用するため、出力側で電力が消
費された場合でも入力側の高周波成分が影響を受けるこ
とはなく、伝送ラインLの映像信号Y0、Ya〜Ycが
保護される。
【0018】以上の構成によれば、伝送ラインLのイン
ピーダンスが低周波成分に対して低く、高周波成分に対
して高くなるため、映像信号Y0、Ya〜Ycが出力さ
れる伝送ラインLに、各テレビカメラ40、50a〜5
0cを動作させるための直流電圧VDを重畳したとして
も、映像信号Y0、Ya〜Ycに影響が及ぶことはな
く、共通の伝送ラインLにより直流電圧VDと映像信号
Y0、Ya〜Ycとを伝送することが可能になる。
【0019】ところで、本実施例においては、同期信号
SYと直流電圧VDとを各テレビカメラ50a〜50c
の両方向から供給する場合を示したが、同期信号SYを
直流電圧VDと同一の方向から各テレビカメラ40、5
0a〜50cに供給するように構成することも可能であ
る。その場合、電力供給部60に同期信号発生回路を設
けることもでき、各テレビカメラ50a〜50cの撮像
ユニット51は、電力供給側から同期信号を受けること
になる。また、伝送ラインLから映像信号Ymを取り出
してモニタ2に入力するための信号処理回路63は、特
に電力供給部60に設ける必要はなく、伝送ラインLの
何れの部分に設けることもできる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、複数のテレビカメラか
らの映像信号と各テレビカメラに供給する直流電圧とを
共通の伝送ラインにより伝送することができるため、複
数のテレビカメラの接続が簡略化され、複数のテレビカ
メラを用いる撮像システムのコストの低減を図れる。ま
た、各テレビカメラについても、電力源を設ける必要が
ないため、小型軽量化が容易になり、各テレビカメラ自
体のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の撮像システムの構成を示すブロック図
である。
【図2】撮像ユニットの構成を示すブロック図である。
【図3】映像信号の波形図である。
【図4】インピーダンス分離回路の回路図である。
【図5】リップル除去回路の回路図である。
【図6】従来のシステムの構成を示すブロック図であ
る。
【図7】再生画面の構成を示す模式図である。
【図8】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 30 電源回路 40、50a〜50c テレビカメラ 41 同期信号発生回路 42、51 撮像ユニット 43、52 リップル除去回路 44、53 レギュレータ回路 54、62 インピーダンス変換回路 61 電源回路 63 信号処理回路 71 同期分離回路 72 タイミング発生回路 73 タイミング変更回路 74 CCD固体撮像素子 75 駆動クロック発生回路 76 信号処理回路 L 伝送ライン

Claims (2)

    (57)【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
    ラインに複数の撮像装置を並列に接続し、各撮像装置か
    ら出力される映像信号を上記伝送ライン上で合成するこ
    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、複数の撮像装置と、上記
    複数の撮像装置が直列に接続される伝送ラインと、上記
    伝送ラインにインピーダンス変換回路を介して所定の電
    圧を与える電力供給手段と、上記伝送ラインにテレビジ
    ョンフォーマットの同期信号を与える同期信号供給手段
    と、を備え、上記複数の撮像装置は、上記伝送ラインか
    らリップル除去回路を介して電力を得ると共に、上記伝
    送ラインから上記同期信号を取り出し、この同期信号で
    指定されるタイミングを各撮像装置毎に設定される固有
    の期間だけ遅らせて撮像素子の走査タイミングを設定
    し、設定されたタイミングで動作する上記撮像素子から
    得られる映像信号を上記伝送ラインに重畳することを特
    徴とする撮像システム。
  2. 【請求項2】 上記伝送ラインに接続される複数の撮像
    装置の一つに上記同期信号発生手段を設け、この撮像装
    置から上記伝送ラインに上記同期信号を含む上記映像信
    号を送出することを特徴とする請求項1記載の撮像シス
    テム。
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