JPS6282794A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、周波数分離方式カラービデオカメラの信号処
理回路に係シ、特に高照度下から低照度下まで常に黒バ
ランスを正常に保つのに好適な信号処理回路に関する。

〔発明の背景〕

第４図に周波数分離方式カラーカメラの信号処理回路の
一例を示し、簡単にその構成を説明する。周波数分離方
式撮像管１からは、第５図だ示すように低域成分２１と
して輝度信号がストライプフィルタのくシかえし周波数
２３により変調された高域成分２２として色信号が周波
数多重された信号として得られる。この信号をプリアン
プ２により所定の大きさに増幅した後、ＡＧＣ回路３に
よシ照度変化に対して一定の大入さを保持する。この一
定レベルに保たれた信号を一つはＬＰＦ４により高域成
分２２が除去されて輝度信号となシ、ガンマ回路１３に
よυガンマ（ｒ）特性を与えられた後、エンコーダ１９
に入力される。また、ＡＧＣ回路３の出力の一つは後述
のＢＰＦ６と帯域幅が同一のＬＰＦ５を介して後述のＲ
，Ｂ信号と同一帯域幅のＹＬ倍信号作り、ガンマ回路１
４によりｒ％性を与えられ色差マトリクス１７　、１８
に供給される。またＡＧＣ回路３の出力は、さらにスト
ライプフィルタのくりかえし周波数（色信号の変調周波
数）を中心周波数とするＢＰＦ、５により低域成分２１
が除去され高域成分としての色信号成分を得る。周波数
分離方式では色信号を構成するＲ、Ｂ信号は互すにπ位
相がずれ、それぞれ１水平周期毎に位相がπ／２ずつ一
方が進み、他方が遅れる様に位相多重されている。込ま
Ｒ信号を進み位相、Ｂ信号を遅れ位相とする。ＢＰＦ６
の出力は、一つはπ／２遅相器７、他の一つは１水平周
期遅延袈置（ＩＨ遅延線）８に入力される。Ｒ信号は、
π／２遅相器７の出力と１Ｈ遅延線８の出力は同位相と
なるため、加算器９による加算によって得られ、Ｂ信号
は１８０°ずれた位相となるため減算器１０による減算
によって得られる。Ｒ信号とＢ信号は、それぞれ検波器
１１．１２により低域信号化した後、ガンマ回路１５　
、１６によりγ特性を与えられた後、色差マ）　ＩＪク
ス１７．１９により入力され、先のＬＰＦ５の出力に対
して減算され。

色差信号（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号を生成し、エ
ンコーグ１９に入力し、輝度信号と合成して例えばＮＴ
ＳＣ方式カラービデオ信号２０となる。

次に、このような信号処理における黒バランスについて
とその問題点について述べる。カラービデオカメラにお
贋で「黒バランスがとれている」ということは輝度分０
の被写体の部分のビデオ信号が輝度成分二セットアツプ
レベル、色成分＝０（つまり色差信号Ｒ−Ｙ＝Ｂ−Ｙ＝
０）の時をいう。さて、現存用Ａられている撮像管の多
くは残漬低減のためにバイアスライトが使用されている
ため、輝度分＝Ｏの被写体であっても撮像管にはわずか
に光が入力される。

それにより、撮像管出力には輝度成分・色成分共に小レ
ベル存在する。

また、一般に家庭用カラービデオカメラにおいては、照
度変化に対して常に一定のビデオ出力レベルを保つため
に、オートアイリス装置。

ＡＧＣ回路が用いられている。（第４図に示した構成に
おいてはオートアイリス装置は省略しである。）したが
って、被写体の照度により撮像管出力が変化したと六、
ＡＧＣ回路３により常に一定レベルを保つようにＡＧＣ
回路の増幅度が変化する。この時、被写体のうち輝度分
＝００部分のＡＧＣ回路３の出力は、当然その増幅度に
より、輝度成分・色成分共に変化することになる。通常
、輝度成分の変化は、照度変化に対して黒レベルの変化
となるため、ＡＧＣ回路入力において、輝度分二〇を写
した時の輝度成分＝ＯとなるようにＡＧＣ入力までに負
のセットアツプ分（直流成分）を印加することにより、
照度変化に対して黒レベルの一定化を図っている。とこ
ろが、輝度分二０の部分の被写体の撮像管出力の色信号
は、高域の信号成分のため、ＡＧＣ回路入力部におりて
打ち消すことが出きないため、輝度分＝００部分のＢＰ
Ｆ出力レベルは被写体の照度変化に伴５ＡＧＣ回路増幅
度に従って変化する。このためＲ，Ｂ信号の黒レベルは
被写体照度によシ変化することになる。これにより、輝
度分−０の被写体の部分はある照度たとえば高照度時（
ＡＧＣ増幅度＝最小）にＬＰＦ５の出力ＹＬとＲ，Ｂ信
号レベルを等しくなるように、つまり、Ｒ−Ｙ＝Ｂ−Ｙ
＝０となるようにガンマ回路１４〜１６にセットアツプ
を与えたとしても照度が変化し、たとえば低照度になる
とＡＧＣ回路の増幅度が変化し、Ｒ信号、Ｂ信号のレベ
ルは上昇するが、前述のようにＹＬ酸成分一定レベルを
保つため、ＹＬ＜Ｒ。

Ｂ（つまり（Ｒ−Ｙ）　、　（Ｂ−Ｙｌ＞０　）となり
、ビデオ信号出力に色信号が生ずることにｉる。つまり
、黒い部分に色がつくことになり、黒バランスがとれな
くなるという問題を発生させる。この問題は他の構成、
たとえば、ガンマ入力をＲ，Ｇ、Ｂとした時など（おい
ても同一に生ずるのは明らかである。ＡＧＣ回路を輝度
成分φ色成分が周波数多重された信号が通る構成におり
ては、共通の問題である。このような周波数分離方式信
号処理回路の例としては、特公昭５２−１６１５号公報
がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、あらゆる照度下において常に良好な色
再現を実現するために黒バランスの保持を実現する信号
処理回路を実現することにある。

〔発明の概要〕

照度が変化した時の黒バランスの変化は、それぞれの照
度下において常に調整を行なえば良いことであるが、そ
の変化の原因がバイアスライトによる黒時の信号量がＡ
ＧＣ利得変化によることがわかったことに基いて成され
たものであり、撮像管出力の利得を制御するＡＧＣ回路
のＡＧＣ電圧に応じて、低域輝度信号あるいは緑チヤン
ネル信号のクランプ回路におけるセットアツプ電圧を変
化させるよう圧したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて説明する。

はじめに、本発明に関連の深いフィードバッククランプ
回路の構成の一例を第２図に示し説明する。これは第４
図に示したガンマ回路１５，１５゜１６の回路内に通常
設けられるものである。なお。

ここで、増幅器３３が正相とする。このクランプ回路は
スイッチ３４　、５５が閉じているとき、次の動作によ
り増幅器３３の出力電圧は、定電圧源３８（セットアツ
プ電圧と呼ぶ）の電圧値に等しくなる。増幅器３３の出
力電圧〉定電圧源３８の電圧値のとｅコンパレータ！＋
７の出力電圧は減少する。

コンパレータ３７の出力は増幅器３３の入力電圧である
ので、増幅器３７の出力電圧は減少する。増幅器３３の
出力電圧〈定電圧源３８の電圧値のときは、逆の動きに
より増幅器３３の出力電圧は上昇する。この時、コンデ
ンサ３２には入力端子３１に入力される信号と増幅器３
３の定電圧源の電圧に等しい出力電圧を与える入力電圧
との差電圧よ）決まる電荷が蓄積される。次にスイッチ
３４゜３５が開りている時は、増幅器３３０入力インピ
ーダンスが充分大きければ、コンデンサ３２の蓄積電荷
は保持されるため、その両端電位は先のスイッチが閉じ
ているときの入力端子３１と増幅器３６０入力電圧との
電位差が保たれるので、入力端子３１よシ入力された信
号は増幅器３３によシ増幅され、セットアツプ電圧に重
畳されて出力される。スイッチ４０は、水平走査期間は
増幅器３３側に水平ブランキング期間中は定電圧源４１
側に切換られ、出力端子４２からは水平ブランキング期
間中は定電圧源４１の電圧値、水平走査期間中は増幅器
３３の出力電圧が出力されることになる。

第６図はこの第２図の回路動作の波形例を図示したもの
で、入力端子３１よシ第６図（ａ）に示す波形４３が入
力され、スイッチ３４　、３５が同図（ｂ）に示す波形
４４のＨ区間オンし、スイッチ４０のＨ区間定電圧源側
に切換わるとき、出力端子４２より得られる出力波形は
同図（ｄ）に示す波形４６に示すものとなる。この時、
図中４７はセットアツプ電圧Ｖｓｅｔ（定電圧源３８（
７）電圧値）−８は基準電圧Ｖｕｇｒ（定電圧源４１の
電圧値）、４９はセヅトアヅプ量ｖ３ｅｔ−＝Ｖｓｅｔ
　−Ｖｉｎｙである。このクランプ回路において、セ、
ソトアップｉｔｒ、ｅｔはセットアツプ電圧Ｖｓｅｔに
よって変化できることになる。

第１図は、本発明の要部を示したブロック図である。Ａ
ＧＣ回路５２は第４図に示したＡＧＣ回路３に相当する
ものであり、入力端子５１より第４図のプリアンプ２の
出力相当の信号が入力され、出力端子５３の出力は、第
４図のＬＰＦ　４・ＬＰＦ５・ＢＰＦ６へそれぞれ供給
される。５４はＡＧＯ制御回路であり、ＡＧＣ回路５２
の出力信号のレベルによりＡＧＣ制却制圧電圧５５生さ
せる。ＡＧＣ制御電圧５５はＡＧＣ回路５２の利得を制
御すると共に係数器５７の係数を制御する。

係数器５７は雷流源５６の電流値工０に対し、係数Ｋ（
０≦に≦１　）を与え電流ＫＩｏを出力する。ＡＧＣ回
路利得最小時に＝０、ＡＧＣ回路利得最大時に＝１とな
る。５日は電源電圧Ｖｃｃの供給端子であり、固定抵抗
器５９　、６０の抵抗値をＲＡ、Ｒ。

とすると出力端子６１の電圧値はＶｃｃＸＲｓ／（ＲＡ
＋ＲＢ　）＋　ＲＢ　ＸＫＩｏとなる。この出力電圧を
第４図のガンマ回路１４に設けられたクランプ回路のセ
ットアツプ電圧とすることにより次の効果が得られる。

なお、第４図のガンマ回路１３．ガンマ回路１５、ガン
マ回路１６に設けられたクランプ回路のセットアツプ電
圧はそれぞれ一定電圧が与えられている。ガンマ回路１
４、ガンマ回路１５及びガンマ回路１６のセットアツプ
電圧をそれぞれＶｓｅｔ（ｙ、、）　、　Ｖｓｅｔ（Ｒ
）　、　Ｖｓｅｔ（Ｂ）とし基準電圧は全て同一電位Ｖ
ＲＥＦとすると、それぞれのセットアツプ＊　ｒｓｅｔ
（ＹＬ）　＊　ｒｓｅｔ（Ｒ）　、　ｒｓｅｔ（Ｂ）は
、Ｐｓｅｔ（ＹＬ　）　＝　Ｖｓｅｔ（Ｙ、　）−ｖＲ
Ｂ、、　　ｒｓｅｔ（Ｒ）　＝　Ｖｓａｔ（Ｒ）−ＶＲ
ＩＩＦ　＋　ｒｓｅｔ（Ｂ）　＝　Ｖｓｅｔ（Ｂ）　　
Ｖｍｚｒとなる。ここＶｃｃ　Ｘ　Ｒｅ ＲｅＫＩ＠であるので、ｙ　ｓ　ｅ　ｔ　（ＹＬ、　）
　＝玉フ］、＋　ＲＢＫＩ　。

−Ｖ□ｒとなる。これは−５ｅｔ（ＹＬ）がＫにより制
御されることを意味し、ＡＧＣ利得上昇によりＫはＯか
ら１に近づき、ＹＬのセットアープ士は上昇する。いま
、ＡＧＣ利得最小時にｒｓ　ｅ　ｔ　（Ｙ＋、　）＝ｆ
ｓｅｔ（Ｒ）＝ｒｓｅｔ（Ｂ）＝０となるように各ガン
マ回路におけるセットアツプ量を決める。つまり、Ｖｓ
ｅｔ（ＹＬ）＝　Ｖｓｅｔ（Ｒ）＝Ｖｓｅｔ（Ｂ）　＝
ＶＲＥＦと選ぶとする。この時、黒バランスつまり輝度
分＝０の被写体の部分のＹＬ、Ｒ，Ｈの信号レベルは当
然ｚ　ｅ　ｔ（ＹＬ）＝ｒｓｅｔ（Ｒ）＝＆Ｐｓｅｔ（
Ｂ）であり、黒バランスがと　れている状態である。

次にＡＧＣ利得上昇した時は、先に述べたようにバイ゛
アスライトのために少量のイコ号成分が存在するので、
ＡＧＣ利得の上昇に従１．−＞Ｒ，Ｈのガンマ回路入力
レベルは上昇する。ところで一般にクランプ回路のスイ
ッチ５４　、３５を閉じる期間は、ブランキング期間つ
まり信号のない期間を選ぶため、輝度分二０の被写体の
部分のガンマ回路入力レベルはＲ，Ｂのみ（Ａ−１）ｅ
ｂ上昇する（ＡはＡＧＣ回路利得上昇率＋ｅｌ）は輝度
分＝０時信号レベル）ため、Ｒ−Ｂのセットアツプ量が
（ＡＩ）ｅｂ上昇したことに々る。

ここで、ＫＲＢＩｏ＝（Ａ　　Ｉ　）ｅｂとすることに
より、ＡＧＣ利得が上昇しても輝度分＝００部分のＹＩ
、。

Ｒ，Ｂの信号レベルは等しい状態が保たれる、つまり黒
バランスがとれたことになる。また、ＫとＡ−１のトラ
ッキングを厳密に一致させることはむずかしいが、通常
問題となる差は生じない。

第３図に係数器５７、電流源５６の一例を示す。

Ｖｅｃ　−（Ｖｂ＠　＋　Ｖ人） 本回路において、工０＝−−１．−一一である。

但し、ｖＡは定電圧源６６の電圧値、ｖｂ８はトラン、
グ６４．６５の１１１方向ペ一スエミツタ間電圧である
。

また、ガンマ回路のＹｌ、入力をＧ入力におきかえたシ
ステムにおいても同様となるのは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、照度変化時においても常に安定々黒バ
ランスを実現できるので、従来低輝度抑圧や低彩度抑圧
により無彩色にしなければなら々かった低レベルの信号
成分を簡易な回路追加により無視することなく利用でき
るようになるため色のダイナミックレンジ拡大・色再現
性の向上等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示すブロック図、第
２図は本発明を適する信号処理回路のクランプ回路の一
例を示すプロ、ツク図、第３図は第１図に示した係数器
及び電流源の一例を示す回路図、第４図は周波数分離方
式カラービデオカメラの一般的な構成を示すブロック図
、第５図は撮像管出力の周波数スペクトル図、第６図は
第２図に示したクランプ回路の動作説明用波形図である
。 １・・・撮像管、　　　　　３・・・ＡＧＣ回路、４．
５・・・ＬＰＦ、　　　　６・・・ＢＰＦ。 １１．１２・・・検波器、　　１３〜１６・・・ガンマ
回路、１７　、１８・・・色差演算器、１９・・・エン
コーダー、５２・・・ＡＧＣ回路、　　５３・・・出力
端子、５４・・・ＡＧＣ制御回路、５６・・・電流源、
５７・・・係数器、　　　　５日・・・電源供給端子。 躬　１　口 第２困 第４ｒｆ１ 第　６　匿

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 周波数分離方式撮像管を用い、ＡＧＣ回路、クランプ回
   路を有するカラービデオカメラにおいて、定電流源と該
   電流源の電流値とＡＧＣ回路利得に比例したＡＧＣ制御
   電圧により出力電流の変化する係数器と、２つの固定抵
   抗器から成る電圧分割手段を設え、係数器の出力電流を
   抵抗器の中点に流入させ、該中点電位を低域輝度信号又
   は緑信号チャンネルのクランプ回路のセットアップ電圧
   とすることを特徴とするビデオカメラ。