KR970003098B1 - 고체 촬상 장치 - Google Patents

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KR970003098B1
KR970003098B1 KR1019900021691A KR900021691A KR970003098B1 KR 970003098 B1 KR970003098 B1 KR 970003098B1 KR 1019900021691 A KR1019900021691 A KR 1019900021691A KR 900021691 A KR900021691 A KR 900021691A KR 970003098 B1 KR970003098 B1 KR 970003098B1
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쯔쯔미 요시 히또 히가시
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상요 덴기 가부시끼가이샤
이우에 사또시
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Abstract

내용없음.

Description

고체 촬상 장치
제1도는 종래의 촬상 시스템의 한 실시예를 도시한 블럭도.
제2도는 동일한 실시예의 동기 신호의 파형도.
제3도는 관련 기술의 한 실시예인 촬상 장치의 블럭도.
제4도는 동일한 실시예의 동작 타이밍도.
제5도는 재생 화면의 모식도.
제6도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 동작을 도시한 타이밍도.
제7도는 제6도의 구성을 도시한 블럭도.
제8도는 재생 화면을 모식적으로 도시한 도면.
제9도는 본 발명에 따른 화면 표시 방법을 사용한 촬상 시스템을 도시한 블럭도.
제10도는 제9도의 동작을 도시한 타이밍도.
제11도는 재생 화면의 구성을 도시한 도면.
제12도 및 제13도는 촬상 시스템의 다른 실시예를 도시한 블럭도.
제14도는 본 발명에 따른 다른 고체 촬상 장치의 블럭도.
제15도는 동기 신호의 파형도.
제16도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치를 사용한 촬상 시스템의 블럭도.
제17도는 제16도의 동작 타이밍도.
제18도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치를 사용한 통신 시스템의 블럭도.
제19도는 본 발명에 따른 다른 촬상 장치의 블럭도.
제20도는 제19도의 동작 타이밍도.
제21도는 재생 화면의 모식도 및
제22도는 본 발명 이외의 촬상 장치의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1-4,121-124,131-134 : 텔레비젼 카메라
5,16,127,136 : 텔레비젼 모니터 6a,125,140 : 동기 신호 발생 회로
6b : 화면 제어 회로 6c : 필드 메모리
12 : 전송 클럭 발생 회로 13,212 : 타이밍 제어 회로
15,213,413 : 영상 신호 처리 회로 126,135 : 영상 신호 합성 회로
141,142,143 : 동기 신호 분리 회로 144,145,146 : 타이밍 변경 회로
214,414 : 동기 신호 검파 회로 215,421 : 통신 데이타 검파 회로
216,422 : 통신 데이타 처리 회로
본 발명은 표시 장치에 영상 신호를 공급하는 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
복수의 텔레비젼 카메라가 사용되는 감시 시스템 등에 있어서는, 각각의 텔레비젼 카메라의 영상 신호를 동시에 재생할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 복수의 재생 화면을 표시하는 방법으로서는, 복수의 텔레비젼 모니터상에 각각의 텔레비젼 카메라가 포착한 영상을 각각 표시하는 방법, 하나의 텔레비젼 모니터상에 각 영상을 시분할로 표시하는 방법 또는 텔레비젼 모니터의 화면을 복수로 분할해서 표시하는 방법 등이 있다. 한편, 일반적인 감시 시스템에서는, 복수의 재생 화면을 얻는 일이 요망되지만, 높은 해상도는 특히 필요하지 않는 경우가 많기 때문에, 하나의 텔레비젼 모니터상에 복수의 재생 화면을 분할 표시하는 방법이 주로 채용된다.
제1도는 1대의 텔레비젼 모니터상에 복수의 재생 화면을 표시하는 촬상 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다. 여기에서는, 4대의 텔레비젼 카메라(1-4)를 사용해서 텔레비젼 모니터(5)상에 4개의 재생 화면을 표시하는 경우를 나타낸다.
각각의 텔레비젼 카메라(1-4)는 주 제어기(6)에 병렬 접속되어 있고, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)에서 출력되는 영상 신호(Y1-Y4)가 주 제어기(6)에 입력된다. 주 제어기(6)은 동기 신호 발생 회로(6a), 화면 제어 회로(6b) 및 필드 메모리(field memory)(6c)를 포함하고, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)의 동작을 소정 타이밍에 동기시킴과 동시에, 각각의 영상 신호(Y1-Y4)를 합성해서 4개의 영상을 동일 화면상에 동시에 표시하는 영상 신호(Ym)을 작성해서 텔레비젼 모니터(5)에 공급한다.
동기 신호 발생 회로(6a)는 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)에 동기 신호(SY)를 공급해서 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)의 동작 타이밍을 일치시키고 있다. 한편, 화면 제어 회로(6b)는 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)에서 얻어지는 영상 신호(Y1-Y4)를 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간에 각각 1/2로 축소하고, 4개의 영상에 대응하는 영상 정보를 일단 필드 메모리(6c)에 기억시킴과 동시에, 이 필드 메모리(6c)로부터 소정 순서로 영상 정보를 독출하여 영상 신호(Ym)을 작성한다. 즉, 영상 신호(Y1-Y4)는 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간에서 1화소(畵素) 간격으로 데이타가 빠져나가 필드 메모리(6c)에 기억되고, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)로부터의 영상에 대응하는 영상 정보가 수평 주사 기간의 1/2기간마다, 수직 주사 기간의 1/2기간마다 독출되어 영상 신호(Ym)이 얻어진다.
예를 들어, 제2도에 도시된 바와 같이 A-D 4개의 분할 영역에 화면 표시를 하는 경우, 수직 주사의 전반 1/2기간에 있어서는, 각 수평 주사의 전반 1/2기간에 영상 신호(Y1)에 대응하는 영상 정보를 독출하고, 후반의 1/2기간에 영산 신호(Y2)에 대응하는 영상 정보를 독출한다. 그리고, 수직 주사의 후반 1/2기간에 있서서는, 각 수평 주사의 전반 1/2기간에 영상 신호(Y3)에 대응하는 영상 정보를 독출하고, 수평 주사의 후반 1/2기간에 영상 신호(Y4)에 대응하는 영상 정보를 독출해서 영상 신호(Ym)을 작성한다. 따라서, 재생 화면의 A-D 분할 영역에 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)로부터의 영상이 동시에 표시된다.
상술한 바와 같은 촬상 시스템을 구성하는 경우, 복수의 텔레비젼 카메라(1-4)의 동작을 제어함과 동시에 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)의 영상 신호(Y1-Y4)로부터 4분할한 재생 화면을 얻는 영상 신호(Ym)을 작성하는 주 제어기(6)이 불가결하게 된다. 이와 같은 주 제어기(6)은 적어도 4화면분의 영상 정보를 기억할 수 있는 필드 메모리(6c), 또는 이 필드 메모리(6c)에 영상 정보를 기억하기도 하고 필드 메모리(6c)로부터 영상 정보를 독출하여 합성하는 화면 제어 회로(6b) 등의 대규모적인 회로 구성이 필요하게 됨과 동시에, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)를 접속하기 위해 복수의 회전 접속이 필요하게 되기 때문에 대폭적인 비용 증가를 수반한다는 문제점을 갖고 있다.
또한, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)로부터 얻어지는 영상 신호(Y1-Y4)를 수평 및 수직 방향에서 줄여서 압축하기 때문에, 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)가 갖고 있는 본래의 해상도가 충분히 소생되어 있지 않고, 매우 군더더기가 많은 시스템으로 되어 있다.
본 발명은 텔레비젼 카메라의 군더더기를 생략함과 동시에 각각의 텔레비젼 카메라를 접속하기 위한 회로의 간략화를 도모하고, 비용을 대폭적으로 저감하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각각의 텔레비젼 카메라(1-4)를 접속하기 위한 회선의 간략화를 도모하고, 촬상 시스템의 비용을 저하시킬 수 있는 고체 촬상 장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 화소 수가 적은 고체 촬상 소자를 이용해서 고화질의 재생 화면을 얻을 수 있는 고체 촬상 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로 제1의 특징은, 수직 방향으로 재생 화면의 1/n 화소 수를 갖고 수광(受光)한 영상을 광전 변환해서 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자, 수직 전송 수단 및 수평 전송 수단을 구동하여 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송함과 동시에 수직 방향으로 전송된 상기 정보 전하를 일행마다 수평 방향으로 전송 출력하는 구동 수단 및 이 구동 수단이 동작 타이밍을 재생 화면의 동기 신호에 대응해서 설정하는 타이밍 설정 수단을 포함하고, 상기 구동 수단이 상기 광전하를 재생 화면의 수평 주사 기간의 1/n 기간에 수평 방향으로 전송하며, 상기 타이밍 설정 수단의 동작 타이밍 설정에 따라서 재생 화면상의 특정 범위내에 수평 및 수직 방향이 재생 화면의 1/n 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는데 있다.
제2특징은, 상기 구동 수단이 상기 광 전하를 재생 화면의 수직 주사 기간인 1/n기간으로 수직 방향으로 전송함과 동시에 재생 화면의 수평 주사 기간의 1/n기간으로 수평 방향으로 전송하고, 상기 타이밍 설정 수단의 설정에 따라서 재생 화면의 특정 범위내에 수평 및 수직 방향이 재생 화면의 1/n 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는데 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 재생 화면의 특정 범위에 영상을 표시하는 고체 촬상 장치를 사용해서 재생 화면상에 영상을 표시하는 화면 표시 방법에 있어서, 상기 고체 촬상 장치를 복수 접속하고, 각각의 고체 촬상 장치의 상기 구동 수단을 공통된 동기 신호에 따라서 동작시킴과 동시에, 각각의 상기 타이밍 설정 수단의 타이밍 설정을 각각의 고체 촬상 장치마다 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/n 기간 단위로 다르게 하고, 각각의 고체 촬상 장치에서 얻는 영상 신호를 합성함으로써 수평 및 수직 방향으로 n 분할된 재생 화면의 각각의 분할 영역에 각각의 고체 촬상 장치의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하고 있다.
그러므로 본 발명에 따르면, 고체 촬상 소자가 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/n 기간에 구동됨과 동시에, 구동 타이밍이 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간 내에서 임의로 설정되고, 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간내의 특정 기간에 영상 신호를 출력하기 위해, 설정되는 구동 타이밍에 따라서 재생 화면의 임의의 위치에 재생 화면의 1/n 영상을 표시할 수 있다.
또한, 고체 촬상 소자가 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/n 기간에 구동되는 고체 촬상 장치를 복수 접속하고, 각 고체 촬상 장치마다 고체 촬상 소자의 구동 타이밍을 일정한 기간 단위로 다르게 함으로써, 각각의 고체 촬상 장치가 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간에 차례로 구동되고, 각각의 고체 촬상 장치에서 서로 겹쳐짐이 없이 영상 신호가 얻어지며, 각각의 영상 신호를 합성함으로써 재생 화면을 분할해서 복수 영상을 동시에 표시할 수 있다.
제3특징은, 텔레비젼 동기 신호 및 각종 통신 데이타가 전송되는 통신 회선에서 동기 신호 및 통신 데이타를 각각 검파하는 검파 회로, 상기 동기 신호에 따라서 상기 구동 회로의 각각의 주사 타이밍을 설정하는 타이밍 제어 회로 및 상기 통신 데이타의 내용을 판별해서 상기 타이밍 제어 회로의 주사 타이밍을 데이타 내용에 따라서 변경하는 데이타 처리 회로를 포함하고, 상기 동기 신호에 동기한 영상 신호를 상기 통신 회선에 송출함에 있다.
따라서, 동작을 제어하기 위한 각종 통신 데이타를 동기 신호의 특정 기간에 중첩해서 고체 촬상 장치에 부여함으로써, 공통의 통신 회선에 접속되는 복수의 고체 촬상 장치를 선택적으로 동작시킬 수 있음과 동시에, 각각의 고체 촬상 장치에서 주사 타이밍이 일치한 영상 신호를 얻을 수 있다. 따라서, 특별한 회로 부가를 수반함이 없이, 통신 데이타에 의해 지정 가능한 수의 고체 촬상 장치를 동일 통신 회선에 접속할 수 있고, 회선을 간략하게 할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치에 통신 데이타의 송신 회로를 설치함으로써 고체 촬상 장치를 통신 단말기로서도 이용할 수 있다.
제4의 특징은, 재생 화면의 수평 주사선 1/2의 수직 화소 수에 따른 정보 전하를 얻는 고체 촬상 소자의 수직 전송 타이밍을 기수 필드와 우수 필드에서 서로 1수평 주사 기간 간격으로 설정하는 타이밍 제어 수단을 포함함에 있다.
따라서, 1수평 주사 기간 간격으로 영상 정보를 표시하는 영상 신호가 기수 필드와 우수 필드에서 1수평 기간 간격으로 얻어지고, 이 영상 신호를 비 인터레이스(non interlace) 주사로 재생하면, 각각의 필드마다 기수 라인과 우수 라인과의 수평 주사선이 교대로 묘사되고, 재생 화면 전역에 균등한 간격으로 수평 주사선이 배열되는 영상이 표시된다.
이와 같이, 본 발명에서는 재생 화면의 1/4 화소 수의 고체 촬상 소자를 사용해서, 1화면의 영상을 얻는 일에 관해서도 제안한다.
이에 관련해서, 본 출원인은 화소 수가 적은 저 해상도의 고체 촬상 소자의 사용을 가능하게 하기 위한 촬상 장치를 일본국 실용 신안 등록 출원(소)제63-20,458호에 제안하고 있다. 제3도는 이 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도이고, 제4도는 동작을 표시한 타이밍도이다.
프레임(frame) 전송 방식의 CCD 고체 촬상 소자(11)은 촬상부(11I), 축적부(11S) 및 수평 전송부(11H)로 구성되며, 촬상부(11I)의 수직 방향 및 수평 방향의 화소 수가 각각 통상 소자의 1/2로 생략되어 있다. 예를 들어, NTSC 방식 대응인 경우에는, 1필드당에서 수직 120화소, 수평 162화소로 형성되어 있다(통상의 경우는 1필드당 수직 240화소, 수평 324화소). 이 CCD(11)은 전송 클럭 발생 회로(12)에서 펄스 구동되고, 촬상부(11I), 축적부(11S) 및 수평 전송부(11H)에는 각각 수직 전송 클럭(øv), 축적 전송 클럭(øS) 및 수평 전송 클럭(øH)가 공급된다. 또한, 전송 클럭 발생 회로(12)는 타이밍 제어 회로(13)이 수직 동기 신호(VD) 및 수평 동기 신호(HD)에 기인해서 작성한 타이밍 신호에 따라서 CCD(11)의 각각의 부에 전송 펄스(øV,øS및 øH)를 공급한다.
상술한 CCD(11)은 수직 방향 및 수평 방향의 화소 수가 통상의 1/2이기 때문에, 수평 동기 신호(HD)와 동일 주기를 갖는 전송 펄스로 축적부(11S)로부터 정보 전하를 독출 구동하면, 수평 주사선이 1/2의 수밖에 얻어지지 않고, 텔레비젼 화면을 구성할 수 없다. 따라서, 축적 전송 펄스(øS)와 수평 전송 펄스(øH)와의 주파수를 수평 동기 신호(HD) 주파수의 1/2로 하고 있다. 즉, 축적부(11S)에서 수평 전송부(11H)로의 정보 전하의 전송은 2H 주기마다 행해지게 되다. 따라서, CCD(11)에서 얻어지는 영상 신호[X0(t)]는 1H 기간 간격으로 소정 신호가 존재하게 된다. 이 영상 신호[X0(t)]는 2H 기간 마다 1H 기간만 신호가 존재하는 간헐적인 신호이고, 이를 연속적인 신호로 하기 위해 보간 회로(14)에 입력된다. 보간 회로(14)는 영상 신호[X0(t)]를 1H 기간만 지연(14a)시켜서 영상 신호[X1(t)]로 하고, 이 영상 신호[X1(t)]와 영상 신호[X0(t)]를 가산(14b)함으로써 1H 기간 마다 연속한 영상 신호[X (t)]를 출력한다.
이와 같은 영상 신호[X(t)]는 신호 처리 회로(15)에서 샘플 홀드(sample hold), 증폭 등의 처리가 행해져서 영상 신호[Y(t)]로 되고, 텔레비젼 모니터(16)에 공급된다.
상술한 바와 같은 구성에 따르면, 재생 화면의 수평 주사선이 2개마다 동일 신호로 얻어지고, 적은 화소 수의 CCD를 텔레비젼 카메라에 채용할 수 있다.
상술한 바와 같은 촬상 장치에 있어서도, CCD(11)을 인터페이스 구동함으로써 수평 해상도의 향상을 도모할 수 있지만, 상술한 바와 같은 보간 회로(14)를 포함한 촬상 장치에서는 다음과 같은 불편함이 생긴다.
즉, 제5a도와 같은 피사체를 촬상하는 경우, 우선 기수 필드(ODD)에서는, 01-03의 영역이 촬상되어 제5b도에 도시한 01, 01-03, 03(실선)이 묘사되고, 다음의 우수 필드(EVEN)에서는 E1-E3의 영역이 촬상되어 제5b도에 도시한 E1, E1-E3, E3(파선)이 묘사된다. 따라서, 도면에 명확하게 도시된 바와 같이, 피사체와 재생 화면에서는 각 영역의 위치가 반전되는 경우가 있다. 예를들어, 피사체에서는 02가 E2 위에 위치하고 있는데 비해서, 재생 화면에서는 02가 E2 아래에 위치하는 영역이 발생하게 된다. 따라서, CCD(11)을 인터레이스 구동하고 있음에도 불구하고, 재생 화면의 화질 향상을 바랄 수 없다는 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조해서 설명하겠다.
제6도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치의 동작을 도시한 타이밍도로써, 제6a도는 수직 주사 기간(1V)단위, 제6b도는 수평 주사 기간(1H) 단위를 도시하고 있으며, 제7도는 제6도의 고체 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
프레임 전송 방식의 CCD 고체 촬상 소자(110)은 촬상부(110I), 축적부(110S) 및 수평 전송부(110H)로 구성되고, 광전 변환에 의해 촬상부(110I)에 발생하는 정보 전하를 축적부(110S)에 일단 전송 축적하며, 축적부(110S)의 정보 전하를 수평 전송부(110H)를 통해서 영상 신호(Y)로서 출력한다. 이 CCD(110)은 촬상부(110I)의 수직 방향의 화소 수가 재생 화면의 1/2 화소 수에 설정되어 있고, 이에 대응해서 축적부(110S)의 화소 수도 설정되어 있다.
한편, CCD(110)을 구동하는 구동 회로(111)은 촬상부(110I)에 수직 전송 클럭(øV)를 공급하는 수직 전송 클럭 발생 회로(111V), 축적부(110S)에 축적 전송 클럭(øS)를 공급하는 축적 전송 클럭 발생 회로(111S) 및 수평 전송부(110H)에 수평 전송 클럭(øH)를 공급하는 수평 전송 클럭 발생 회로(111H)로 구성되고, 수직 전송 타이밍 제어 회로(112) 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(113)의 출력에 따라서 CCD(110)을 펄스 구동한다. 즉, 수직 전송 클럭 발생 회로(111V)는 수직 전송 타이밍 신호(VT)에 따라서, 정보 전하를 축적부(110S)에 한 화면 단위로 전송하고, 축적 전송 클럭 발생 회로(111S)는 수평 전송 타이밍 신호(HT)에 따라서 한 수평 라인 단위로 정보 전하를 수평 전송부(110H)에 전송한다. 그리고, 수평 전송 클럭 발생 회로(111H)는 축적부(110S)로부터 전송된 정보 전하를 수평 주사 기간(11H)의 1/2 기간에서 전송 출력한다. 따라서, 영상 신호(Y)는 제1도에 도시된 바와 같이 1V 및 1H의 1/2기간이 영상 기간으로 되고, 재생 화면에 대해서 수직 및 수평 방향으로 1/2 축소된 영상을 나타낸다. 또한, 영상 신호(Y)는 수직 블랭킹(blanking) 신호(VBL) 및 수평 블랭킹 신호(HBL)에 의해, 영상 기간 외에 블랭킹이 걸리고, 잡음 제거가 도모된다.
수직 전송 타이밍 제어 회로(112) 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(113)은 각각 수직 동기 신호(VD) 및 수평 동기 신호(HD)에 따라서 동작하는 것으로, 각 동기 신호(VD,HD)의 하강에 대해서 일정 기간 지연되어 전송 타이밍을 부여하는 것과 같은 수직 전송 타이밍 신호(VT) 및 수평 전송 타이밍 신호(HT)를 출력한다. 이 수직 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(112,113)은 각각의 타이밍 신호(VT,HT)의 동기 신호(VD,HD)에 대한 지연이 0-V/2 및 0-H/2로 각각 설정되고, 이 기간의 설정에 의해, 재생 화면상에 영상이 표시되는 위치가 결정된다. 예를 들어, 제6도에 실선으로 도시된 바와 같이 수직 전송 타이밍 신호(VT)가 수직 동기 신호(VD)에 대해서 V/3 지연되고, 수평 전송 타이밍 신호(HT)가 수평 동기 신호(HD)에 대해서 H/2 지연되어 설정된 경우, 재생 화면상에는 제8도에 실선으로 도시된 바와 같이, 수직 방향의 1/3, 수평 방향의 1/2 위치를 기준으로 해서 수직 및 수평 방향으로 재생 화면의 1/2 영상(I)가 표시된다. 여기에서, 제1도에 파선으로 도시된 바와 같이 수직 전송 타이밍 신호(VT)의 지연을 V/2, 수평 전송 타이밍 신호(HT)의 지연을 H/3으로 변경하면, 수직 전송 클럭(øV), 수평 전송 클럭(øH) 등도 타이밍이 변경되어 재생 화면상에는 제8도에 파선으로 도시된 바와 같이, 수직 방향의 1/2, 수평 방향의 1/3 위치에서 영상(I')가 시작된다. 따라서, 수직 전송 타이밍신호(VT)의 지연 설정에 의해 영상의 수직 방향 표시 위치가 결정되고, 수평 전송 타이밍 신호(HT)의 지연 설정에 의해 영상의 수평 방향 표시 위치가 설정된다. 여기에서는, 영상 신호(Y)의 영상 기간이 수직 주사 기간 및 수평 주사 기간의 1/2로써, 영상이 분리됨이 없이 표시되도록 각 타이밍 신호(VT,HT)의 각 동기 신호(VD,HD)에 대한 지연이 최대로 V/2, H/2로 설정된다.
또한, 본 실시예에서는, 수직 및 수평 방향이 재생 화면의 1/2 영상을 얻는 경우를 기술하고 있지만, CCD의 수직 방향 화소 수를 재생 화면의 1/2 이하로 함과 동시에 수평 전송 클럭(øH)의 주파수를 높게 하여 수평 주사 기간의 1/2 이하의 기간에서 정보 전하를 수평 방향으로 전송함으로써, 수직 및 수평 방향이 1/2 이하의 영상을 얻을 수 있다.
또한, 수직 방향의 화소 수가 재생 화면과 동등한 것과 같은 CCD 고체 촬상 소자를 사용한 경우에 있어서도, 수평 전송부에 정보 전하를 전송하는 라인 전송 펄스의 주기를 짧게 해서 수직 주사 기간의 1/2 또는 그 이하의 기간으로 정보 전하의 전송을 완료하도록 구성하면, 수직 방향의 영상 압축이 가능해진다. 이 경우, 정보 전하는 수직 전송 과정에서 2화소 이상이 혼합되게 한다.
제9도는 상술한 바와 같은 고체 촬상 장치를 복수 접속하고, 각각의 고체 촬상 장치의 영상을 텔레비젼 모니터상에 동시에 표시하는 촬상 시스템의 블럭도이고, 제10도는 제9도의 동작을 표시하는 타이밍도로써, 제10a도에 1V 단위, 제10b도에 1H 단위가 도시되어 있다.
텔레비젼 카메라(121-124)는 제2도에 도시된 바와 같은 구성을 갖고 있고, 각각 수직 및 수평 방향이 재생 화면의 1/2이 되는 영상을 표시하는 영상 신호(Y1-Y4)를 출력한다. 각각의 텔레비젼 카메라(121-124)에는 동기 신호 발생 회로(125)에서 동기 신호(SY1-SY4)가 공급되고, 각각의 동작 동기가 취해짐과 동시에, 수직 주사 및 수평 주사의 타이밍이 V/2 및 H/2 차이나게 설정된다. 동기 신호(SY1-SY4)는 수직 동기 신호(V-SY1또는 V-SY2)와 수평 동기 신호(H-SY1또는 H-SY2)를 갖고 있고, 이들 동기 신호의 조합에 의해 재생 화면상의 영상 표시 위치가 결정된다. 즉, 수직 동기 신호(V-SY2)가 수직 동기 신호(V-SY1)에 대해서 V/2 지연되고, 수평 동기 신호(H-SY2)가 수평 동기 신호(H-SY1)에 대해서 H/2 지연해서 설정되어 있고, 수직 동기 신호(V-SY1)로 1V 전반에 영상 기간(IV1)이 설정되고, 수직 동기 신호(V-SY2)로 1V 후반에 영상 기간(IV2)가 설정됨과 동시에, 수평 동기 신호(H-SY1)로 1H 전반에 영상 기간(IH1)이 설정되고, 수평 동기 신호(H-SY2)로 1H 후반에 영상 기간(IH2)가 설정된다.
그러므로, 수직 동기 신호(V-SY1)과 수평 동기 신호(H-SY1)을 조합해서 동기 신호(SY1)로 하고, 동일하게 V-SY1과 H-SY2로 SY2, V-SY2와 H-SY1로 ST3, V-SY2와 H-SY2로 SY4를 이루고, 각 텔레비젼 카메라(121-124)에 공급함으로써, 재생 화면상의 영상 표시 위치가 서로 겹치지 않도록 구성된다. 따라서, 각각의 텔레비젼 카메라(121-124)의 수직 전송 타이밍(VT1-VT4)는 제10a도에 도시된 바와 같이, VT1및 VT2가 V-SY1에 따르고, VT3및 VT4가 V-SY2에 따르며, 각각의 수직 블랭킹 신호(VBL1-VBL4)는 각각의 수직 전송 타이밍 신호(VT1-VT4)에 따라서 영상 기간(IV1, IV2)를 설정한다. 한편, 수평 전송 타이밍 신호(HT1-HT4)는 제10b도에 도시된 바와 같이, HT1및 HT3이 H-SY1에 따르고, HT2및 HT4가 H-SY2에 따르며, 각각의 수평 블랭킹 신호(HBL1-HBL2)는 각각의 수평 타이밍 신호(HT1-HT4)에 따라서 영상 기간(IH1,IH2)를 설정한다.
상기와 같이 해서 영상 기간이 설정된 영상 신호(Y1-Y4)는, 서로 영상 기간이 겹치는 일이 없고, 각각의 영상 신호(Y1-Y4)가 영상 신호 합성 회로(126)에서 합성되어 다시 영상 신호(Ym)이 작성되고, 이 영상 신호(Ym)이 텔레비젼 모니터(127)에 공급된다. 따라서, 텔레비젼 모니터(127)의 재생 화면상에는 제11도에 도시된 바와 같이 각각의 영상 신호(Y1-Y4)에 대응하는 영상이 동시에 표시된다.
제12도는 본 발명 이외의 실시예를 도시한 블럭도이다.
동작의 기준이 되는 텔레비젼 카메라(131)은 동기 신호 발생 회로(140)이 장착되고, 이 동기 신호 발생 회로(140)에서의 동기 신호(SY1)에 따라서 동작 타이밍이 설정된다. 또한, 텔레비젼 카메라(131-134)는 동기 신호 분리 회로(141-143) 및 타이밍 변경 회로(144-146)이 장착되고, 기준 텔레비젼 카메라(131)의 출력에 대해서 병렬로 접속된다. 각각의 동기 신호 분리 회로(141-143)은 텔레비젼 카메라(131)의 출력, 즉 영상 신호(Y1)에서 동기 신호(C1)을 분리하여 각각의 타이밍 변경 회로(144-146)에 부여하고, 각각의 타이밍 변경 회로(144-146)에서 수직 동기 신호 또는 수평 동기 신호를 일정기간 지연시켜서 동기 신호(SY2-SY4)가 작성된다. 예를 들어, 타이밍 변경 회로(144)에서 수평 동기 신호만이 H/2 지연되고, 타이밍 변경 회로(145)에서 수직 동기 신호만이 V/2 지연되며, 타이밍 변경 회로(146)에서 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호가 H/2 및 V/2 지연됨으로써, 각각의 동기 신호(SY1-SY4)가 제9도의 경우와 일치하고, 각각의 텔레비젼 카메라(131-134)의 동작이 제10도의 타이밍도에 따른다. 그러므로, 각각의 텔레비젼 카메라(131-134)가 출력하는 영상 신호(Y1-Y4)를 영상 신호 합성 회로(135)에서 합성하여 영상 신호(Ym)을 작성해서 텔레비젼 모니터(136)에 공급함으로써, 제11도와 동일하게 각각의 영상 신호(Y1-Y4)에 대응하는 영상을 텔레비젼 모니터(136)의 재생 화면상에 동시에 표시할 수 있다.
또한, 제13도에 도시된 바와 같이, 동작의 기준이 되는 텔레비젼 카메라(131)의 출력에 대해서 텔레비젼 카메라(132-134)를 직렬로 접속하는 것도 가능하고, 이 경우에는 복수의 영상 신호 합성 회로(135a-135c)를 각각의 텔레비젼 카메라(131-134)의 출력측으로 설치하며, 각각의 영상 신호(Y1-Y4)를 차례로 합성해서 영상 신호(Ym)을 작성한다. 이와 같이 해서 얻어진 영상 신호(Ym)은 제7도에 도시된 바와 같이 영상 신호(Y1-Y4)를 단번에 합성하는 경우와 동일하고, 이 영상 신호(Ym)을 텔레비젼 모니터(136)에 부여함으로써, 텔레비젼 모니터(136)의 재생 화면상에 각각의 영상 신호(Y1-Y4)에 대응하는 영상을 동시에 표시할 수 있다.
상기의 실시예에 있어서는, 4개의 텔레비젼 카메라를 접속해서 하나의 재생 화면상에 4개의 영상을 표시하는 경우를 기술하였으나, 5대 이상의 텔레비젼 카메라를 접속하고, 그들을 선택적으로 동작시킴으로써 5대 이상의 텔레비젼 카메라중의 필요한 영상만을 재생 화면에 표시하거나, 각각의 텔레비젼 카메라에 설정되는 영상 기간을 다시금 짧게 함으로써 재생 화면상에 5개 이상, 예를들어 9분할해서 영상을 표시하는 것도 가능하다.
또한, 접속되는 텔레비젼 카메라의 수가 많아진 경우 등에는, 각각의 카메라의 접속이 효율적으로 행해지도록 필요에 따라서 한 부분을 직렬로 접속하고, 다른 부분을 병렬로 접속할 수도 있다.
본 발명에 따르면, CCD의 동작 타이밍 설정에 의해 영상 기간이 임의의 기간에 설정되고, 재생 화면의 임의의 위치에 축소된 영상을 표시할 수 있음과 동시에, 해상도가 낮은 CCD를 사용했다고 해도, 영상 신호의 압축에 의해 외관상 고 해상도화가 가능하다.
또한, 복수의 고체 촬상 장치를 서로 영상 기간이 겹쳐짐이 없이 동작시킴으로써, 각각의 고체 촬상 장치의 영상 신호를 합성하는 것만으로 복수의 영상을 동일한 재생 화면상에 표시할 수 있기 때문에, 각 고체 촬상 장치간의 접속이 간략화됨과 동시에, 각 고체 촬상 장치 자체도 고체 촬상 소자가 많은 화소 수를 필요로 하지 않으므로, 규모를 축소할 수 있고 비용이 대폭 저감될 수 있다.
제14도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치 이외의 구성예를 도시한 블럭도이고, 제15도는 각 신호의 파형도이다.
고체 촬상 소자(CCD)(210)은 복수의 수광 소자가 매트릭스상으로 배열되어 있고, 수광한 영상 패턴에 따른 정보 전하를 축적한다. 이 정보 전하는 클럭 발생 회로(211)에서의 전송 클럭에 따라서 차례로 전송되고, 고체 촬상 소자(210)의 출력부에서 전압치로 변환되어 영상 신호(Y)로서 출력된다. 고체 촬상 소자(210)에서 출력되는 영상 신호(Y)는 영상 신호 처리 회로(213)에서 샘플 홀드, 이득 조정 등의 신호 처리가 행해진 다음에 통신 회로(220)으로 송출된다.
한편, 타이밍 제어 회로(212)는 고체 촬상 소자(210)의 동작을 통신 회선(220)이 전송되는 동기 신호(SY)에 동기시키기 위한 것으로, 동기 신호 검파 회로(214)로부터의 수평 동기 신호(H-SY) 및 수직 동기 신호(V-SY)에 따라서 클럭 발생 회로(211)의 동작 타이밍을 설정하도록 구성된다. 동기 신호 검파 회로(214)는 통신 회선(220)에서 동기 신호(SY)를 검파하고, 이 동기 신호(SY)를 수평 동기 신호(H-SY)와 수직 동기 신호(V-SY)로 분리한다. 즉, 통신 회선(220)을 전송하는 동기 신호(SY)는 수평 동기 펄스 및 수직 동기 펄스에 부가해서 등가 펄스가 혼합된 소위 복합 신호이고, 이 복합 신호의 하강을 검지하고, 다시금 1/2 주기의 등가 펄스를 제거함으로써 수평 동기 신호(H-SY)를 얻음과 동시에, 복합 신호의 하강에서 소정 기간 지연한 타이밍으로 복합 신호를 래치(latch)함으로써 수직 동기 신호(V-SY)를 얻는다.
또한, 통신 회선(200)에는 동기 신호(SY)와 함께 통신 데이타(AD)가 전송된다. 이 통신 데이타(AD)는 동기 신호(SY)의 특정 기간에 중첩됨으로써, 통신 데이타 검파 회로(215)에 검파되어, 통신 데이타 처리 회로(216)으로 공급된다. 통신 데이타 처리 회로(216)은 통신 데이타(AD)를 판별해서 타이밍 제어 회로(212)의 동작을 제어하도록 구성되어 있고, 예를들어, 어드레스를 부가한 복수의 동일한 고체 촬상 장치를 통신 회선(220)에 접속된 경우에 통신 데이타(AD)가 지정하는 어드레스와의 일치를 확인했을 때에 타이밍 제어 회로(212)을 동작할 수 있다. 이 통신 데이타(AD)가 중첩되는 것은 영상 신호(Y)의 유효 영상 기간 이외의 특정한 기간, 즉 영상 신호(Y)의 블랭킹 기간 내이고, 영상 신호(Y)의 영상 데이타와 통신 데이타(AD)가 시계열(時系列)적으로 분리하게 된다.
제16도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치를 사용한 촬상 시스템의 구성을 도시한 블럭도이고, 제17도는 제16도의 동작 타이밍도이다.
제14도와 동일한 구성을 갖는 고체 촬상 장치(230)은 각각 어드레스가 부가되어 통신 회선(220)에 의해 직렬로 접속되어 있다. 이 고체 촬상 장치(230)에 있어서는, CCD(210)의 화소 수가 수평 방향 및 수직 방향으로 각각 재생 화면의 1/2로 설정되어 있고, 영상 정보가 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/2 기간에 출력된다.
통신 회선(220)에는 각각의 고체 촬상 장치(230)의 동작을 제어하는 주 제어기(231)이 접속되고, 통신 회선(220)상에 동기 신호(SY)와 통신 데이타(AD)가 송출되도록 구성된다. 따라서, 각각의 고체 촬상 장치(230)은 주 제어기(231)로부터의 동기 신호(SY) 및 통신 데이타(AD)를 수신해서, 동기 신호(SY)에 동기함과 동시에, 통신 데이타(AD)에 따라서 동작한다. 즉, 통신 데이타(AD)는 고체 촬상 장치(230)의 어드레스를 지정함과 동시에, 영상 정보의 출력 타이밍을 설정함으로써, 복수의 고체 촬상 장치(230)중에서 최대로 4개가 지정되고, 각각의 고체 촬상 장치(230)이 다른 타이밍으로 영상 정보를 출력하도록 구성된다.
고체 촬상 장치(230)의 동작 타이밍은 제17a도, 제17b도에 도시된 바와 같이, 수평 동기 신호(H-SY)에 따르는 2개의 수평 주사 타이밍 신호(H-ST1및 H-ST2)중의 한 신호와, 수직 동기 신호(V-SY)에 따르는 2개의 수직 주사 타이밍 신호(V-ST1및 V-ST2)중의 한 신호에 의해서 각각 설정된다. 이 수평 주사 타이밍 신호(H-ST1및 H-ST2)와 수직 주사 타이밍 신호(V-ST1및 V-ST2)는, 통신 데이타(AD)에 따라서 어느 한쪽이 각각 선택됨으로써 수평 주사 타이밍 신호(H-ST2)가 수평 주사 타이밍 신호(H-ST1)에 대해서 수평 주사 기간의 1/2(H/2)기간 지연되고, 수직 주사 타이밍 신호(V-ST2)가 수직 주사 타이밍 신호(V-ST1)에 대해서 수직 주사 기간의 1/2(V/2)기간 지연되어 설정된다. 이 주사 타이밍 신호의 선택은 통신 데이터 처리 회로(216)의 출력에 기인해서 타이밍 제어 회로(212)에서 행해짐으로써, 예를 들어 동기 신호로 리세트(reset)되는 카운터의 출력을 디코드함으로써 각각의 주사 타이밍을 얻는 디코더의 디코드 값이 통신 데이타 처리 회로(216)이 판정한 통신 데이타(AD)의 내용에 따라서 설정된다.
또한, 주 제어기(231)에 의해 지정된 최대 4개의 고체 촬상 장치(230)에서의 영상 데이타가 중첩된 영상 신호(Y)가 주 제어기(231)에 입력되고, 주 제어기(231)에 접속되는 텔레비젼 모니터(232)에 소정의 고체 촬상 장치(230)으로부터의 영상이 동시에 표시된다.
따라서, 통신 데이타(AD)에 의해서 지정된 고체 촬상 장치(230)으로부터의 영상이 텔레비젼 모니터(232)의 화면상에 통신 데이타(AD)에 의해서 지정된 위치에 표시된다. 또한, 통신 데이타(AD)의 어드레스 변경에 의해서 고체 촬상 장치(230)이 선택되고, 4개 이상의 고체 촬상 장치(230)의 접속이 가능해진다.
제18도는 본 발명에 따른 고체 촬상 장치를 사용한 통신 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
각각의 고체 촬상 장치(240)은 통신 회선(220)과의 데이타 수수를 행하는 송수신 회로(217)을 포함하며, 각각의 고체 촬상 장치(240)이 이 송수신 회로(217)을 통해서 통신 회선(220)에 접속된다. 또한, 통신 데이타 처리 회로(216)은 통신 데이타 검파 회로(215)로부터의 통신 데이타(AD)를 판정하는 이외에, 통신 데이타(AD)에 대해서 소정의 처리를 행한 다음에 영상 신호(Y)에 중첩해서 송수신 회로(217)을 통하여 통신 회선(220)에 출력한다. 즉, 고체 촬상 장치(240)은 통신 데이타(AD)의 수신 기능에 부가해서 송신 기능을 유지하고, 통신 단말기로서 동작한다. 이와 같이, 공통된 동기 신호(SY)에 동기해서 동작하는 고체 촬상 장치(240)을 통신 단말기로서 이용하면, 데이타를 주고 받을때 송신측과 수신측과의 타이밍을 다시 일치시킬 필요가 없어진다.
이러한 통신 데이타(AD)로서는, 예를들어, 1비트마다 데이타가 반전하는 복상 부호를 사용해서, 동기 신호(SY)를 작성하기 위한 기본 클럭에 따라서 데이타 전송을 행한다. 이러한 경우, 1수평 주사 기간에 910비트(NTSC 방식의 경우)의 데이타를 전송할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 재생 화면을 4분할하여 영상을 표시하는 경우를 기술하였지만, 화소 수가 적은 CCD를 사용하거나, 또는 영상 데이타의 적합한 수를 화소마다 줄임과 동시에, 수평 및 수직 주사 기간을 영상 데이타에 대응해서 분할하고, 각각의 타이밍으로 고체 촬상 장치를 동작시킴으로써 재생 화면을 9분할이나 16분할해서 영상을 표시할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 통신 데이타가 표시하는 어드레스에 따라서 다수의 고체 촬상 장치를 회로 구성의 증가를 수반함이 없이 접속할 수 있고, 지극히 싼값으로 대규모의 촬상 시스템을 구성할 수 있다.
또한, 고체 촬상 장치를 통신 단말기로서 이용할 수도 있고, 영상 정보와 통신 데이타를 동일한 통신 회선을 사용해서 전송할 수 있으며, 통신 회선을 간략하게 할 수 있다. 더욱이, 각각의 고체 촬상 장치의 동작이 공통된 동기 신호에 동기하고 있기 때문에, 통신 데이타를 전송할 때에 송신측과 수신측에서 타이밍을 일치시킬 필요가 없어짐과 동시에, 각각의 고체 촬상 장치간의 데이타를 주고 받음이 용이하게 될 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예를 도면을 참조하여 설명하겠다.
제19도는 본 발명에 따른 촬상 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
CCD 고체 촬상 소자(310)은 영상을 수신하는 촬상부(310I), 정보전하를 일단 축적하는 축적부(310S) 및 정보 전하를 일행마다 전송 출력하는 수평 전송부(310H)로 구성되고, 상술한 실시예와 동일하게 촬상부(310I)의 수직 방향 및 수평 방향의 화소 수가 각각 재생 화면의 1/2로 생략되어 있다. 또한, 축적부(310S) 및 수평 전송부(310H)에 관해서도, 촬상부(310I)에 대응해서 화소 수가 생략되어 있다.
CCD(310)을 펄스 구동하는 전송 클럭 발생 회로(311)은 수직 전송 클럭 발생 회로(311I), 축적 전송 클럭 발생 회로(311S) 및 수평 전송 클럭 발생 회로(311H)로 구성되고, CCD(310)의 각 부에 수직 전송 클럭(øV), 축적 전송 클럭(øS) 및 수평 전송 클럭(øH)를 각각 공급한다. 이들 각각의 전송 클럭 발생 회로(311I,311S,311H)는 수직 동기 신호(VD) 및 수평 동기 신호(HD)에 따라서 동작함과 동시에, 각각의 필드마다 동작 모드가 반전한다. 수직 전송 클럭 발생 회로(311I)는 필드 식별 신호(FLD)에 따라서 동작하는 축적 모드 전환 회로(312)의 출력에 따라 정보 전하의 축적 기간중, 기수 필드(ODD)로 n-1행째의 화소와 n행째의 화소와의 전하를 혼합하고, 우수 필드(EVEN)으로 n행째의 화소와 n+1행째의 화소와의 전하를 혼합하는 것과 같은 전위를 촬상부(310I)에 부여하며, 소정의 축적 기간이 경과했을 때에 촬상부(310I)의 정보 전하를 축적부(310S)에 전송하는 클럭을 발생한다. 또한, 축적 전송 클럭 발생 회로(311S)는 촬상부(311I)로부터의 정보 전하를 받기 위한 클럭을 발생하고, 수신한 정보 전하를 수평 전송부에 1행마다 전송하는 라인 전송 펄스를 발생한다. 이 라인 전송 펄스의 발생하는 타이밍은 필드 식별 신호(FLD) 및 수평 동기 신호(HD)에 따라서 동작하는 라인 전송 타이밍 발생 회로(313)의 출력에 따라 수평 동기 신호(HD)에 동기하고, 1H 기간 간격으로 수평 주사의 블랭킹 기간중에 설치됨과 동시에, 기수 필드(ODD)로 우수 필드(EVEN)에서 1H 기간 지연되어 설정된다. 즉, 우수 필드(EVEN)으로 촬상부(310I)에 축적된 정보 전하는, 계속하는 기수 필드(ODD)에 축적부(310S)에서 수평 전송부(310H)를 통해서 출력되기 때문에, n-1행째의 화소와 n행째의 화소가 혼합된 전하에 대응하는 신호가 n행째의 화소와 n+1행째의 화소가 혼합된 전하에 대응하는 신호에 대해서 항상 1H 기간 선행하도록 기수 필드(ODD)와 우수 필드(EVEN)에서 라인 전송 펄스의 발생 타이밍이 1H 기간 차이난다. 따라서, OCD(310)에서 출력되는 영상 신호[X(t)]가 기수 필드(ODD)에서 수평 주사의 우수번째에 영상을 표시하는 신호를 갖는 경우, 우수 필드(EVEN)에서는 수평 주사의 기수번째에 신호를 갖고 있다.
이와 같은 영상 신호[X(t)]는 영상 신호 처리 회로(314)에서 샘플 홀드, 증폭 등의 처리가 행해진 다음, 비디오 신호[Y(t)]로서 텔레비젼 모니터(315)에 공급된다. 이 텔레비젼 모니터(315)에서는 비디오 신호[Y(t)]가 비 인터레이스 주사로 재생된다. 따라서, 텔레비젼 모니터(315)의 재생 화면상에 제1필드에서 기수행째의 수평 주사선이 묘사되고, 계속하는 제2필드에서 우수행째의 수평 주사선이 그려진다.
예를들어, 제21a도와 같은 피사체를 촬상할 경우, 기수 필드(ODD)에서 01-03 영역이 촬상되고, 제21a도에 도시된 바와 같이 수평 주사선이 그려진다. 이때의 비디오 신호[Y(t)]는 01-03 영역을 표시하는 신호를 기수번째의 수평 주사 기간에 발생해서 기수행째의 수평 주사선상에 01-03 영역의 영상을 표시하고, 우수행째의 수평 주사선상에는 아무것도 표시하지 않는다. 한편, 우수 필드(EVEN)에서는 E1-E3 영역이 촬상되고, 제21b도에 도시된 바와 같이 수평 주사선이 그려진다. 이 수평 주사선은 비 인터레이스 주사로 그려지기 때문에, 제21a도의 수평 주사선에 일치한다. 이때의 비디오 신호[Y(t)]는 E1-E3 영역을 표시하는 신호를 우수번째의 수평 주사 기간에 발생해서 우수행째의 수평 주사선에 E1-E3 영역의 영상을 표시한다. 또한, 기수행째의 수평 주사선상에는 아무것도 표시하지 않는다. 따라서, 2개 필드에서 재생 화면상의 모든 수평 주사선상에 피사체 각각의 영상이 표시되게 된다.
상기와 같은 촬상 장치에서는 수평 주사선 수 자체는 영상 신호[X(t)]를 1H 기간 단위에서 보간하는 경우보다 적어지지만, 재생 화면상의 영상 위치 관계가 피사체와 반대로 되는 일은 없고, 표시되는 수평 주사선의 간격이 균일하게 된다. 또한, 제3도에 도시된 바와 같은 촬상 장치의 경우에서도, 보간 회로(14)를 생략하면, 재생 화면상의 영상 위치의 반전이 없고, 수평 주사선 수도 본 실시예의 경우와 동등해진다. 그러나, 이 경우에는, 제5b도에 도시된 각각 2개씩으로 구성되는 E1-E3, 01-03의 수평 주사선 중에서, 각각 아래측의 주사선이 생략되게 된다. 이로 인해, 01과 E2와의 간격이 E1과 01과의 간격이 3배가 되고, 재생 화면상에 표시되는 수평 주사선의 간격이 불균일하게 되어 보기 흉한 영상이 된다.
실제로, NTSC 방식의 촬상 장치에 있어서, 수평 주사선 수를 120, 240 및 480으로 했더니, 240의 경우와 480의 경우에서는 외관상의 화질 차이는 적지만, 120의 경우는 240의 경우보다도 명백하게 화질이 나쁘게 보이는 것을 본 출원인들은 확인하고 있다. 따라서, 1필드 정도에서 수직 120화소를 갖는 CCD를 사용(NTSC 방식에 대응)한 경우, CCD를 인터레이스 구동해서 촬상을 행하고, 재생 화면상에 비 인터레이스 주사로 영상을 표시함으로써, 수직 방향으로 240의 수평 주사선이 얻어지기 때문에, 충분히 텔레비젼 카메라로서 이용할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 프레임 전송 방식의 CCD를 사용한 경우를 기술하였지만, 인터라인(interline) 전송 방식, 프레임 인터라인 전송 방식등 어떤 방식의 CCD를 사용한 경우라도 동일하게 동작할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수직 방향 및 수평 방향의 화소 수가 재생 화면의 1/2 CCD를 사용해서 보기 쉬운 재생 화면을 얻을 수 있고, 소형 경량으로 값이 싼 촬상 장치를 제공할 수 있다.
또한, 다른 실시예에 관계되는 고체 촬상 장치(430)에 관해서, 제22도에 도시되어 있다. 고체 촬상 소자(410)은 상술한 실시예와 동일하게 프레임 전송 방식의 CCD이고, 촬상부(410I) 및 축적부(410S)의 수직 방향 화소 수가 재생 화면의 1/2로 설정되어 있다. 그리고, 구동 회로(411)이 수직 전송 클럭(øV), 축적 전송 클럭(øS), 수평 전송 클럭(øH)를 고체 촬상 소자(410)의 대응 부분에 공급한다. 따라서, 이 구동 회로(411)에서의 클럭에 의해서 고체 촬상 소자(410)에서 영상 신호[X(t)]가 출력된다. 그리고, 고체 촬상 소자로부터의 영상 신호[X(t)]는 영상 신호 처리 회로(413)에서 처리되어, 소정의 영상 신호[Y(t)]가 통신 회선(420)으로 송출된다.
한편, 통신 회선(420)은 복수의 고체 촬상 장치(430)이 병렬 또는 직렬로 접속됨과 동시에, 일단에는, 통신회선을 통해서 공급되는 영상 신호를 표시하는 TV 모니터가 접속되어 있다.
통신 회선(420)에는 TV 모니터에 있어서의 재생 화면의 동기 신호(SY) 및 통신 데이타(AD)가 전송된다. 또한, 이 전송 형식은, 상술한 제14도의 경우와 동일하다.
그리고, 이 통신 회선(420)의 동기 신호(SY)는 동기 신호 검파 회로(414)에 의해서 검파됨과 동시에, 주파수 분리에 의해서 동기 신호의 수직 성분(V-SY)와 동기 신호의 수평 성분(H-SY)로 분리된다. 이 수직 성분(V-SY)는 수직 동기 카운터(415)에 공급된다.
수직 동기 카운터(415)는 통상의 단계 카운터와 디코더의 조합에 의해서 구성되어 있고, 수직 성분(V-SY)(재생 화면의 수직 동기 신호에 대응하는)에 의해 리세트되고, 수평 주사 주기의 클럭[예를들어, 수평 동기 신호(HD)]를 카운트하고, 카운트 값이 소정치에 도달했을 때에 펄스를 발생함으로써, 수직 주사 주기의 수직 동기 신호(VD)를 발생한다. 그리고, 이 수직 동기 신호(VD)는 수직 타이밍 설정 회로(418)을 통해서 구동 회로(411)의 수직 전송 클럭 발생 회로(411V)에 공급된다.
한편, 동기 신호 검파 회로(414)로부터의 수평 성분(H-SY)는 PLL(Phase locked loop)(416)을 통해서, 수평 동기 카운터(417)에 공급된다. PLL(416)은 공급되는 수평 성분(H-SY)에 수평 동기 카운터(417)의 카운트 동작을 동기시킴으로써, 수평 동기 신호(HD)를 통신 회선(420)에서 공급되는 동기 신호에 동기시키기 위한 것이다. 이로 인해, 수평 동기 신호(HD)와 수평 성분(H-SY)의 차이에 따라서 주파수가 변화하는 클럭을 수평 동기 카운터에 공급한다.
수평 동기 카운터(417)은 동기 신호의 수평 성분(H-SY)에 의해서 리세트되고, 별도로 공급되는 기준클럭을 카운트함으로써, 수평 주사 주기의 수평 동기 신호(HD)를 발생한다. 그리고, 이 수평 동기 신호(HD)는 수평 타이밍 설정 회로(419)를 통해서 구동 회로(411)의 축전 전송 클럭 발생 회로(411S) 및 수평 전송 클럭 발생 회로(411H)에 공급된다.
본 실시예에 있어서, 통신 회선(420)에서 전송되어 오는 통신 데이타(AD)에는, 상술한 제14도의 경우와 동일한 복수의 고체 촬상 소자(410)에 있어서의 구동 회로(411)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이타 이외에, 모드 선택을 위한 데이타가 포함되어 있다.
그리고, 통신 데이타(AD)는 통신 데이타 검파 회로(21)에 의해 검파되고, 통신 데이타 처리 회로(422)에 의해서 처리된다. 즉, 통신 데이타 처리 회로(422)는 상술한 제14도의 경우와 동일하게 통신 데이타(AD)에서, 주사의 타이밍으로 결정하고, 이를 타이밍 설정 회로(418,419)에 공급한다. 그리고, 타이밍 설정 회로가 각 동기 신호의 타이밍을 변경하고, 구동 호로(411)에 부여한다. 이로 인해, 재생 화면에 있어서의 표시 위치에 대응해서 고체 촬상 소자(410)으로부터의 출력을 제어할 수 있다.
여기에서, 이 통신 데이타(AD)에는 모드 선택을 위한 신호도 포함되어 있다. 그리고, 이 모드에 따라서 타이밍 설정 회로(418,419)를 제어한다. 예를들어, 제1모드인 때에는, 재생 화면의 1/4에 하나의 고체 촬상 장치(430)에서의 영상을 표시하고, 제2모드인 때에는 재생 화면의 거의 전면에 하나의 고체 촬상 장치(430)으로부터의 영상을 표시한다.
구체적으로는 제1모드인 때, 1수평 주사 라인 전송 출력을 1수평 주사 기간마다 설정하고, 수직 전송 개시 및 라인 전송의 타이밍을 수직 주사 기간의 처음 또는 1/2 시점 및 수평 주사 기간의 처음 또는 1/2 시점에 각각 설정한다. 제2모드인 때, 라인 전송을 1수평 주사 기간 간격으로 설정[2H(수평 주사)에 1회 설정]하고, 수직 전송 개시 및 라인 전송의 타이밍을, 수직 주사 기간의 처음 및 수평 주사 기간의 처음에 각각 설정한다.
여기에서, CCD(410)에서의 전하 축적 방법은 제19도 및 제20도의 경우에 따라, 우수 필드와 기수 필드에서 합성하는 라인의 조합이 변경된다.
그리고, 각각의 동기 신호를 수신해서, CCD(410)의 출력에서 소정의 포맷(format)에 따르는 영상 신호(Y)를 작성한다. 제2모드인 때에는, 모니터상에 영상이 비 인터레이스 표시되도록, 각 필드가 수평 주사 기간의 정수배로 설정되고, 양 필드에 있어서 동일 위치에 수평 주사된다. 또한, 인터레이스 표시의 경우에는 0.5H 만큼 차이난다. 예를들어, NTSC에서는 252.5H이다.

Claims (15)

  1. 재생 화면에 표시하는 영상 신호를 출력하는 고체 촬상 장치에 있어서, (A) 수평 방향, 수직 방향에 매트릭스 형태로 배치된, 광전 변환 소자의 수와 화소 수는 동일하다고는 할 수 없으므로, 복수의 광전 변환 소자로부터의 신호를 정리하여 하나의 화소로 하는 경우도 있는 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 상기 재생 화면은 1/n(n은 양의 정수)의 화소 수의 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수평 전송 수단이 상기 재생 화면에 있어서의 수평 기간의 1/n 기간에서 1라인분의 정보 전하를 전송 출력하고, 또한 광전 변환 소자 또는 별도로 설치한 시프트 레지스터인 상기 수평 전송 수단을 구동하고, 또한 상기 전송 수단에 시프트 펄스를 공급하는 구동 수단 ; 및 (E) 상기 구동 수단의 동작 타이밍을 재생 화면의 동기 신호에 대응하게 설정하는 타이밍 설정 수단을 포함하고, 이러한 구성으로 이루어진 고체 촬상 장치가 재생 화면의 특정 범위내에서 수평 수직 방향이 재생 화면의 1/n 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 영상 신호를 출력하는 고체 촬상 장치를 복수개 설치하고, 각각의 고체 촬상 장치로부터의 영상 신호를 하나의 재생 화면에 표시하는 화면 표시 장치에 있어서, 상기 고체 촬상 장치가, (A) 수평 방향, 수직 방향에 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 상기 재생 화면의 1/n(n은 양의 정수)의 화소 수의 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수평 전송 수단이 상기 재생 화면에 있어서의 수평 주사 기간의 1/n 기간에서 1라인분 정보 전하를 전송 출력하도록 상기 수평 전송 수단을 구동하는 구동 수단 ; 및 (E) 상기 구동 수단의 동작 타이밍을 재생 화면의 동기 신호에 대응하게 설정하는 타이밍 설정 수단을 포함하고, 각각의 고체 촬상 장치의 상기 구동 수단이 공통의 동기 신호에 따라서 동작하고, 상기 각각의 고체 촬상 소자의 상기 타이밍 설정 수단이 각각의 고체 촬상 소자마다 각각 대응하는 구동 수단의 동작 타이밍을 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/n 단위로 다르게 설정하며, 상기 화면 표시 장치가 상기 복수의 고체 촬상 장치로부터의 영상 신호를 합성하는 영상 합성 수단을 더 포함하고, 각각의 고체 촬상 장치에서 얻어진 영상 신호를 합성하여, 수평 및 수직 방향에 있어서, n분할된 재생 화면의 각각의 분할 영역에 각각의 고체 촬상장치의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 상기 고체 촬상 장치를 병렬로 접속하고, 각각의 고체 촬상 장치에 공통의 동기 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제2항에 있어서, 복수의 상기 고체 촬상 장치를 직렬로 접속하고, 첫단의 고체 촬상 장치에 공급하는 동기 신호를 상기 고체 촬상 장치의 출력측에서 다음 단의 고체 촬상 장치에 차례로 공급하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 재생 화면에서 표시하는 영상 신호를 출력하는 고체 촬상 장치에 있어서, (A) 수평 방향, 수직 방향으로 매트릭스 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수직 전송 수단이 상기 재생 화면에서의 수직 주사 기간의 1/n 기간에서 수직 방향으로 전송함과 동시에, 상기 수평 전송 수단이 상기 재생 화면에서의 수평 주사 기간의 1/n 기간에서 1라인분의 정보 전하를 전송 출력하도록, 상기 수직 전송 수단 및 수평 전송 수단을 구동하는 구동 수단 ; 및 (E) 상기 구동 수단의 동작 타이밍을 재생 화면의 동기 신호에 대응하게 설정하는 타이밍 설정 수단을 포함하고, 이러한 구성으로 이루어진 고체 촬상 장치가 재생 화면의 특정 범위 내에서 수평 수직 방향이 재생 화면의 1/n 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 영상 신호를 출력하는 고체 촬상 장치를 복수개 설치하고, 각각의 고체 촬상 장치로부터의 영상 신호를 하나의 재생 화면에 표시하는 화면 표시 장치에 있어서, 상기 고체 촬상 장치가, (A) 수평 방향, 수직 방향으로 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수직 전송 수단이 상기 재생 화면에서의 수직 주사 기간의 1/n 기간에서 수직 방향으로 전송함과 동시에, 상기 수평 전송 수단이 상기 재생 화면에서의 수평 주사 기간의 1/n 기간에서 1라인분의 정보 전하를 전송 출력하도록, 상기 수직 전송 수단 및 수평 전송 수단을 구동하는 구동 수단 ; 및 (E) 상기 구동 수단의 동작 타이밍을 재생 화면의 동기 신호에 대응해서 설정하는 타이밍 설정 수단을 포함하고, 각각의 고체 촬상 장치의 상기 구동 수단이 공통의 동기 신호에 따라서 동작하고, 상기 각각의 고체 촬상 소자의 상기 타이밍 설정 수단이 각각의 고체 촬상 소자마다 각각 대응하는 구동 수단의 동작 타이밍을 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 1/n 단위로 다르게 설정하며, 상기 화면 표시 장치가 상기 복수의 고체 촬상 장치로부터의 영상 신호를 합성하는 영상 합성 수단을 포함하고, 각각의 고체 촬상 장치에서 얻어진 영상 신호를 합성해서, 수평 및 수직 방향에 있어서, n분할된 재생 화면의 각각의 분할 영역에 고체 촬상 장치의 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  7. 제6항에 있어서, 복수의 상기 고체 촬상 장치를 병렬로 접속하고, 각각의 고체 촬상 장치에 공통의 동기 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  8. 제7항에 있어서, 복수의 상기 고체 촬상 장치를 직렬로 접속하고, 첫단의 고체 촬상 장치에 공급하는 동기 신호를 상기 고체 촬상 장치의 출력측에서 다음단의 고체 촬상 장치에 차례로 공급하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  9. 재생 화면에서 표시하는 영상 신호를 출력하는 고체 촬상 장치에 있어서, (A) 수평 방향, 수직 방향으로 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수평 전송 수단 및 수직 전송 수단을 구동해서 상기 정보 전하를 소정 기간마다 전송 출력하는 구동 회로 ; (E) 통신 회로에서 전송되어 오는 상기 재생 화면의 동기 신호 및 통신 데이타를 검파하는 검파 회로; (F) 상기 동기 신호에 따라서 상기 구동 회로를 제어하여, 영상 신호의 출력 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로 ; 및 (G) 상기 통신 데이타의 내용을 판별하고, 얻어진 데이타 내용에 따라서 상기 타이밍 제어 회로를 제어함으로써 영상 신호의 출력 타이밍을 변경하는 처리 회로를 포함하고, 이러한 구성으로 이루어진 고체 촬상 장치가 상기 통신 회선에서 전송되어 오는 동기 신호에 동기한 영상 신호를 상기 통신 회선으로 송출하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 통신 데이타가 동기 신호의 특정 기간에 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자가 재생 화면의 1/n 화소 수를 갖고 있고, 상기 구동 수단이 고체 촬상 소자에 축적되는 정보 전하를 재생 화면의 수평 호출 수직주사 기간의 1/n 기간에서 출력하도록, 수직 전송 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  12. 기수 필드와 우수 필드의 영상을 차례로 표시하는 재생 화면에 영상 신호를 공급하는 고체 촬상 장치에 있어서, (A) 수평 방향, 수직 방향으로 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 수직 전송 수단을 구동해서 상기 정보 전하를 상기 재생 화면의 1수평 주사 기간 간격으로 1수평 라인씩 수직 방향으로 전송시킴과 동시에, 상기 수직 전송 수단을 구동해서 상기 정보 전하를 1수평 라인마다 출력시키는 구동 수단 ; 및 (E) 상기 구동 수단에 의한 수직 전송 타이밍을 기수 필드와 우수 필드에서 서로 1수평 주사 기간 만큼 차이나게 설정하는 타이밍 제어 수단을 포함하고, 이러한 구성으로 이루어진 고체 촬상 장치가 재생 화면의 기수 필드, 우수 필드에 있어서의 영상 신호의 수평 라인이 균등하게 배치된 영상을 얻는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  13. 기수 필드와 우수 필드의 영상을 차례로 표시하는 재생 화면에 영상 신호를 공급하는 고체 촬상 장치에 있어서, (A) 수평 방향, 수직 방향으로 매트릭스 형태로 배치된 복수의 광전 변환 소자를 갖고 있고, 영상 패턴에 따른 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자 ; (B) 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전송 수단 ; (C) 수직 방향으로 전송되어 온 상기 정보 전하를 수평 방향의 1라인마다 전송 출력하는 수평 전송 수단 ; (D) 상기 구동 수단에 있어서의 수직 전송 타이밍 및 수평 전송 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 수단 ; 및 (E) 상기 타이밍 설정 수단의 설정치를 변경해서 상기 고체 촬상 소자의 동작 모드를 전환하는 모드 선택 수단을 포함하고, 모드 선택 수단이, (a) 상기 정보 전하를 1수평 주사 기간마다 1수평 라인씩 전송하여 1수직 주사 기간의 1/2 기간에서 출력하고, 재생 화면의 특정 범위에 수직 방향 및 수평 방향이 재생 화면의 1/2이 되는 영상을 표시하는 제1모드 ; 및 (b) 상기 정보 전하를 1수평 주사 기간 간격으로 1수평 라인씩 수직 방향으로 전송함과 동시에, 각각의 필드마다 수직 전송 타이밍을 1수평 주사 기간 만큼 차이나게 설정하고, 재생 화면의 대략 전면에 영상을 표시하는 제2모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  14. 제13항에 있어서, 통신 회로에서 전송되어 오는 통신 데이타를 검파하는 검파 회로를 포함하고, 상기 모드 전환 수단이 통신 데이타에 포함되는 모드 선택 신호의 내용에 따라서 모드 전환하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 검파 회로가 통신 회선에서 전송되어 오는 동기 신호도 검파하고, 상기 타이밍 설정 수단이 동기 신호에 따라서 타이밍을 설정하며, 상기 통신 회선에서 전송되어 오는 동기 신호에 동기한 영상 신호를 상기 통신 회선에 송출하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
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