JPH02276380A

JPH02276380A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH02276380A
Application number: JP1097788A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sakamoto; 幸夫坂本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1990-11-13
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH0832050B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、ビデオカメラなどの撮像装置に関し、特に、
ビデオ信号のレベル制御機構の改善に関する。

［従来の技術］ビデオカメラなどの撮像装置は、被写体をレンズを通し
て光学像として取込み撮像素子等によって電気信号に変
換し、この電気信号から最終的な出力信号であるビデオ
信号を作成する。ところで、このような撮像装置におい
ては、常に良好な明るさの再生画像の得られるビデオ信
号が作成されるようにビデオ信号作成部に入力される画
像電気信号のレベルが好適な一定値にに保持される必要
がある。そこで、ビデオカメラ等の撮像装置は、−般に
被写体の照度に応じてレンズ絞りを制御し撮像索子への
入射光量を一定に保持することによって撮像素子から出
力される電気信号レベルを一定に保持するための絞り制
御機構や、撮像素子から出力された電気信号を一定レベ
ルに増幅するための自動利得制御（ＡＧＣ）機構などを
含む。

第２図は、上記のような絞り制御機構を備えたビデオカ
メラの概略ブロック図である。図を参照して、このビデ
オカメラは、絞り１００を含むレンズ系１と、撮像素子
２と、駆動回路３と、プリアンプ４と、絞り駆動回路１
８と、ビデオ信号作成部２３と、絞り制御信号発生部２
５とを含む。

レンズ１は被写体の像を撮像素子２上に結ぶ。

撮像素子２は、駆動回路３によって駆動され、結ばれた
光学像をそれに応じた電気信号（画Ｒ電気信号）に変換
し出力する。プリアンプ４は、撮像素子２からの電気信
号を所定のレベルに増幅しビデオ信号作成部２３内の低
域フィルタ（以下、ＬＰＦと略す）５および色分離回路
７に入力する。

ＬＰＦ５は、プリアンプ４から入力された電気信号の高
周波帯域成分を除去することにより、被写体の輝度を表
わす輝度信号Ｙを出力する。輝度信号ＹはＹ信号処理回
路６において必要な処理が施された後、混合回路１５に
人力される。

一方、色分離回路７に入力された電気信号は、被写体の
色を表わす３つの原色信号Ｒ（赤）、Ｂ（青）、および
Ｇ（緑）信号に分離される。これらは各々、Ｒ信号処理
回路８、Ｂ信号処理回路９、およびＧ信号処理回路１０
に入力される。Ｒ信号処理回路８．　　Ｂ信号処理回路
９．およびＧ信号処理回路１０は各々に入力された原色
信号に対し必要な処理を行ないマトリックス回路１１に
出力する。マトリックス回路１１は、入力された原色信
号を合成し、色の飽和度を表わす２つの色差信号Ｒ−Ｙ
およびＢ−Ｙを作成する。これらの色差信号Ｒ−Ｙおよ
びＢ−Ｙは各々、Ｒ−Ｙ信号処理回路１２およびＢ−Ｙ
信号処理回路１３において必要な処理が施された後クロ
マ変調回路１４に入力される。クロマ変調回路１４は、
輝度信号に色差信号を乗せるため、入力された色差信号
Ｒ−ＹおよびＢ−Ｙによって色副搬送波と呼ばれる、輝
度信号の帯域内の搬送波を平衡変調し、搬送色信号を作
成する。

混合回路１５は、Ｙ信号処理回路１６を介して入力され
た輝度信号Ｙとクロマ変調回路１４からの搬送色信号と
を合成し、磁気テープ（図示せず）に記録されるべき最
終的なビデオ信号を出力する。

次に、このビデオカメラの絞り制御機構について説明す
る。

ＬＰＦ５から出力された輝度信号Ｙは、Ｙ信号処理回路
６に入力されるとともに、絞り制御信号発生部２５内の
レベル検波回路１６に入力される。

レベル検波回路１６は、輝度信号Ｙのレベルを検波しそ
れに応じたレベルの直流電位を演算増幅器１７に人力す
る。演算増幅器１７は、非反転入力端子に与えられる電
位Ｖｒ　ｅ　Ｆ　＋を基準電位として、レベル検波回路
１６からの直流電位を反転増幅スる、すなわち、コンパ
レータとして機能する。

したがって、演算増幅器１７の出力レベルは基準電位Ｖ
ｒｅＦ＋よりもレベル検波回路１６からの直流電位の方
が大きければ低下し、逆に基準電位Ｖｒｅ＃＋の方がレ
ベル検波回路１６からの直流電位よりも大きければ高く
なる。レベル検波回路１６から出力される直流電位が基
準電位ＶｒｅＦ、と等しくなれば演算増幅器１７の出力
は０である。絞り駆動回路１８は、演算増幅器１７の出
力に応答しそのレベルに比例してレンズ系１のレンズ絞
り１００の開口径を変化させる。一方、輝度信号Ｙのレ
ベルは撮像素子２への入射光量、すなわち、被写体の明
るさに比例して変化する。したがって、撮像素子２への
入射光量が基準電位Ｖ「８４−４に対応する値よりも大
きい場合には絞り駆動回路１８に入力される信号レベル
が低下し絞り１００の開口径は小さくなる。逆に、撮像
索子２へ入射光量が基準電位ＶｒｅＦ＋に対応する値よ
りも小さい場合には絞り１００の開口径は大きくなる。

基準電位Ｖｒ　ｅ　１’　＋は、撮像素子２への入射光
量が好適なビデオ信号を得るのに十分な場合にＬＰＦ５
より出力される輝度信号Ｙのレベルに対応する値に設定
される。したがって、レンズ絞り１００の開口径は撮像
素子２への入射光量に応じて適宜開閉される。これによ
って、撮像素子２への入射光量は常に好適な一定量に保
持され、常に好適な一定レベルの電気信号からビデオ信
号が作成される。

また、ＡＧＣ機構が用いられる場合には、絞り制御信号
発生部２５の出力は、プリアンプ４に入力され、これに
よってプリアンプ４はゲインコントロールされる。つま
り、撮像素子２から得られた電気信号のレベルが所定の
レベルよりも低ければ演算増幅器１７の出力レベル上昇
に応答してプリアンプ４の利得も大きくなり、撮像素子
２から得られた信号のレベルが所定のレベルよりも高け
れば演算増幅器１７の出力レベル下降に応答してプリア
ンプ４の利得も小さくなる。このような動作が繰返され
プリアンプ４からの出力、すなわち、ビデオ信号作成部
２３に入力される信号のレベルは一定に保持される。但
し、絞り制御とＡＧＣの両方を行なう場合には、絞り制
御のための輝度信号Ｙは、ＡＧＣによってレベル制御さ
れる前に取出される必要がある。

なお、プリアンプ４を介して色分離回路７に入力された
電気信号は、２つの原色信号ＲおよびＢと、帯域幅を原
色信号の周波数帯域幅と同程度に小さくされた輝度信号
ＹＬとに分離される場合もある。

［発明が解決しようとする課題］以上のように、従来のビデオカメラ等の撮像装置におい
ては、被写体の輝度を表わす輝度信号のみによってビデ
オ信号作成部に入力される画像電気信号レベルが常に一
定になるように制御された。

一方、輝度信号は原色信号Ｒ，Ｂ、　Ｇが各々３０％、
１１％、および５９％の割合で合成されたものである。

したがって、同一の照度下でも被写体の色合や彩度（色
の飽和度）によって、得られる輝度信号のレベルが異な
る。たとえば、非常に彩度の高い（原色信号レベルの高
い）赤色の被写体を撮像することによって得られる輝度
信号のレベルは、それと同一の照度下で彩度の低い（原
色信号レベルの低い）色の被写体を撮像して得られる輝
度信号のそれより低い。これは、Ｒ信号の輝度信号に寄
与する割合が３０％と低いので、Ｒ信号のレベルが高く
なっても輝度信号のレベルはそれほど高くならないため
である。したがって、被写体の色が彩度の高い青である
場合にはこの傾向はさらに強くなる。したがって、輝度
信号レベルのみによってレンズ絞り制御およびＡＧＣが
行なわれると、必要以上にレンズ絞りの開口径が大きく
なったりＡＧＣにおける利得が高くなったりする。

たとえば、十分な高照度下で彩度の高い赤色の花が撮像
されて得られる輝度信号レベルは十分な高照度下で彩度
の低い被写体が撮像されて得られるそれよりも低い。こ
のため、十分な高照度下であるにもかかわらず、彩度の
高シ１赤い花が撮像されて得られる輝度信号のレベルが
所定の基準レベルよりも低くなると絞り制御機構によっ
てレンズ絞りの開口径が大きくなり、または、ＡＧＣの
利得が大きくなりビデオ信号作成部に入力される電気信
号レベルは上昇する。それに伴ない、原色信号Ｒのレベ
ルは不必要に上昇する。したがって、そのような原色信
号および輝度信号から作成されたビデオ信号から得られ
る再生画像において、花の色の彩度および輝度は実際よ
りも不必要に高くなるため不自然なものとなる。また、
原色信号Ｒのレベルが上昇し成る最大値で飽和した場合
、再生画像において赤色が飽和し、花は単なる赤い物体
のように、つまり、花びらの１枚１枚が区別されないよ
うな状態となる。

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し被写体の
色合および彩度に応じて、画像電気信号のレベル制御を
行なうことのできる撮像装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上記のような目的を達成するために、本発明にかかる撮
像装置は、被写体を光学像として取出す光学系と光学系
により取出された光学像を、輝度信号および色信号を含
む画像電気信号に変換する手段と、この画像電気信号か
ら赤および青の色信号を分離する色分離手段と、画像電
気信号に含まれる輝度信号のレベルを検出する手段と、
色分離手段により分離された赤信号および青信号の少な
くトモ一方の、予め定められる一定レベル以上のレベル
を検出するレベル検出手段と、輝度信号レベル検出手段
の検出出力と、レベル検出手段のレベル検出出力とに応
答して、被写体からの入射光またはそれに関連する物理
量を制御する手段とを備えた。

［作用］本発明にがかる撮像装置は以上のように構成されている
ため、輝度信号だけでなく色信号をも用いて被写体から
の入射光またはそれに関連する物理量を制御することが
可能となる。したがって、輝度信号レベルが同一であっ
ても彩度の高い色と低い色とでは被写体からの入射光ま
たはそれに関連する物理量に対し異なる制御を行なうこ
とができる。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例を示すビデオカメラの概略
ブロック図である。図を参照して、このビデオカメラは
、絞り１００を含むレンズ系１と、撮像素子２と、撮像
素子２を駆動するための駆動回路３と、撮像素子２の出
力を増幅するためのプリアンプ４と、磁気テープ（図示
せず）に記録されるべき最終的なビデオ信号を作成する
ためのビデオ信号作成部２３と、従来と異なる構成の絞
り制御信号発生部２４と、絞り駆動回路１８とを含む。

ビデオ信号作成部２３の内部構成は従来例におけるもの
と同一である。

絞り制御信号発生部２４は、従来と異なり、レベル検波
回路１６と、演算増幅器１７と、非加算マトリックス回
路（以下、ＮＡＭ回路と略す）１つと、ハイレベル検出
回路２０と、増幅器２１と、加算回路２２とを含む。

被写体がレンズ１によって光学像として取込まれてから
、被写体に応じたビデオ信号がビデオ信号作成部２３に
よって作成されるまでの一連の機能部（演算増幅器１７
、絞り駆動回路１８、および絞り制御信号発生部２４を
除く）の動作は従来例において説明したとおりである。

さて、絞り制御信号発生部２４には従来と異なり、ＬＰ
Ｆ５からの輝度信号Ｙに加えて色分Ｍ回路７からの原色
信号ＲおよびＢが入力される。原色信号ＲおよびＢはＮ
ＡＭ回路１９に人力される。

ＮＡＭ回路１９はこれらの原色信号のうちレベルの高い
方の信号を出力する。ハイレベル検出回路２０は、ＮＡ
Ｍ回路１９の出力信号（原色信号ＲまたはＢ）のレベル
を検波し、これを所定の基準電位ｖｒ　ｅ　１’　２と
比較する。さらに、ハイレベル検出回路２０はこの比較
の結果、原色信号ＲまたはＢのレベルが所定の基準レベ
ルよりも高い場合にのみ原色信号ＲまたはＢのレベルに
対応したレベルの信号（以下、これを原色信号のレベル
信号と呼ぶ。）を出力する。増幅器２１は、ハイレベル
検出回路２０の出力を所定の増幅率で増幅し、加算回路
２２に入力する。一方、ＬＰＦ５からの輝度信号Ｙはレ
ベル検波回路１６によってそのレベルに応じた直流電位
（以下、これを輝度信号のレベル信号と呼ぶ。）に変換
され加算回路２２に入力される。加算回路２２は、レベ
ル検波回路１６の出力、すなわち、輝度信号Ｙのレベル
信号と増幅器２１の出力、すなわち、原色信号Ｒまたは
Ｂのレベルがある一定レベルよりも高くなる信号とを加
算し演算増幅器１７に入力する。以後の演算増幅器１７
および絞り駆動回路１８の動作は従来例において説明し
たとおりである。つまり、絞り制御信号発生部２４の出
力信号のレベルが好適な信号レベルに対応する所定の基
準電位Ｖｒ　ｅ　ｙ、よりも低ければ絞り１００の開口
径は大きくなり、逆であれば絞り１００の開口径は小さ
くなる。

つまり、従来例と同様に絞り１００の開口径が制御され
撮像素子２への入射光量が制御されることによって撮像
素子２から出力される電気信号のレベルが常に一定に保
持される。しかし、従来とは違い、絞り１００の開閉状
態を制御する信号、すなわち、演算増幅器１７の反転入
力端子に入力される信号は輝度信号Ｙと原色信号Ｒまた
はＢとから作成される。つまり、ビデオ信号作成部２３
に入力される信号のレベルは、被写体の輝度と、被写体
の色合および彩度によって制御される。具体的に説明す
ると、原色信号ＲまたはＢのレベルが所定の基準レベル
よりも低い場合、すなわち、彩度の低い色の被写体が撮
像される場合にはハイレベル検出回路２０からの出力は
０となる。したがって、加算回路２２からは輝度信号Ｙ
のレベル信号がそのまま出力されるため、絞り１００は
従来通り輝度信号Ｙによってのみ制御される。逆に、彩
度の高い色の被写体が撮像される場合には、ハイレベル
検出回路２０から原色信号ＲまたはＢのレベル信号が出
力される。したがって、加算回路２２からは輝度信号Ｙ
のレベル信号と原色信号ＲまたはＢのレベル信号との和
が出力される。この結果、彩度の高い色の被写体が撮像
される場合に演算増幅器１７から絞り駆動回路１８に入
力される信号のレベルは従来よりも低くなり、絞り１０
０の開口径は従来はど大きくならない。したがって、従
来、ビデオ信号作成部２３に入力される信号のレベルが
必要以上に大きくなることによって生じた、色信号の飽
和および再生画像の不自然さが解消される。

ハイレベル検出回路２０における基準電位ＶｒｅＦｚは
上記のような従来の問題が特に顕著に現われ始める、原
色信号のレベルに対応する値に設定される。また、被写
体の色合に応じて輝度信号のレベルは異なる。そこで、
加算回路２２において輝度信号に加えられる原色信号は
、被写体の色に寄与する割合の高いもの、すなわち、原
色信号ＲとＢのうちレベルの高い方の原色信号がＮＡＭ
回路１９によって選択される。ただし、原色信号Ｇは輝
度信号Ｙに寄与する割合が５９％と非常に高いため、被
写体の輝度を決定する程度が輝度信号とほとんど変わら
ないと考えられるので除外される。

また、増幅器２１の増幅率は、原色信号を取入れること
により輝度信号Ｙのみが用いられる場合の絞り制御をど
の程度補正するかを考慮して決定される。

なお、本実施例においては、絞り制御信号発生部２４の
出力は絞り１００を制御するために用いられたが、撮像
素子２の出力を増幅するプリアンプ４の利得制御のため
、すなわち、ＡＧＣ機構に用いられても本実施例と同様
の効果が得られる。

この場合には、第１図において破線で示されるように、
演算増幅器１７の出力がプリアンプ４に与えられればよ
い。もちろん、この場合、プリアンプ４は演算増幅器１
７の出力レベルに応答して利得が変化するように構成さ
れねばならない。

［発明の効果］以上のように、本発明にかかる撮像装置は、輝度信号と
色信号とに応答して絞り手段を制御する。

したがって、ビデオ信号作成部に入力される信号レベル
は被写体の色合および彩度に応じて制御される。その結
果、彩度の高い色の被写体からも好ましいビデオ信号が
得られ再生画像の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は従来のビ
デオカメラの概略ブロック図である。図において、１はレンズ系、２は撮像素子、３は駆動回
路、４はプリアンプ、１７は演算増幅器、１８は絞り駆
動回路、１９はＮＡＭ回路、２０はハイレベル検出回路
、２１は増幅器、２２は加算回路、２３はビデオ信号作
成部、２４および２５は絞り制御信号発生部である。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】被写体を光学像として取出す光学系と、前記光学系により取出された光学像を、輝度信号および
色信号を含む画像電気信号に変換する手段と、前記画像電気信号から赤および青の色信号を分離する色
分離手段と、前記画像電気信号に含まれる前記輝度信号のレベルを、
検出する手段と、前記色分離手段により分離された赤信号および青信号の
少なくとも一方の、予め定められる一定レベル以上のレ
ベルを検出するレベル検出手段と、前記輝度信号レベル
検出手段の検出出力と、前記レベル検出手段のレベル検
出出力とに応答して、前記被写体からの入射光またはそ
れに関連する物理量を制御する手段とを備えた、撮像装
置。