JPH03182186A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ビデオカメラ、詳しくはビデオカメラのバ
ックライト補正の改良に間する。

［従来の技術］ 第１０図は、ビデオカメラの回路構成の一例である。

同図において、被写体（図示せず）からの像光は撮像レ
ンズ１およびアイリス２を介して撮像素子３、例えばＣ
ＣＤ固体撮像素子に供給される。

この撮像素子３の出力信号はＡＧＣ回路４でゲインの自
動制御が行なわれたのちプロセス回路５に供給され、こ
のプロセス回路５より輝度信号Ｙおよび色差信号（赤色
差信号Ｒ−Ｙ、青色差信号Ｂ−Ｙ）が出力される。

プロセス回路５より出力される輝度信号Ｙはガンマ補正
回路６に供給される。この場合、第１１図に示すように
、撮像素子３のガンマ値γＩが１であるとすると、ブラ
ウン管のガンマ値γ３は２゜２であるので、ガンマ補正
口ＷＩＩ６でのガンマ値γ２は１／２．２＝０．４５と
されて補正が行なわれる。

これにより、総合ガンマＭｒはγ１　・γ２・γ３ξｌ
となり、撮像素子３に対する人力光とブラウン管の出力
光とがリニアに対応するように補正される（第１２図破
線ａ参照）、なお、第１２区・において、−点鎖線すは
ブラウン管のガンマ特性（γ３＝２．２＞を示しており
、実線Ｃはビデオカメラのガンマ補正特性（γ２＝０．
４５）を示している。

ガンマ補正回ｉ？８６より出力される輝度信号Ｙはゲイ
ンアンプ７を介してエンコーダ８に供給される。また、
プロセス回路５より出力される色差信号Ｒ−Ｙ、　　Ｂ
　−Ｙはエンコーダ８に供給される。

エンコーダ８では、輝度信号Ｙに間しては同期信号の１
１加等が行なわれ、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙに間しては
バースト信号の付加、色変調等が行なわれて搬送色信号
Ｃが形成され、さらに、これら輝度信号Ｙと搬送色信号
Ｃとが加算されてカラー映像信号Ｓｖが形成される。

エンコーダ８で形成されるカラー映像信号Ｓｖは、この
エンコーダ８より導出される出力端子９に供給される。

ところで、上述せずもアイリス２の開きは被写体の光量
レベルに応じて自動的に制御される。そのため、コント
ラストの強い被写体（暗部に対する周辺の輝度が高く光
量レベルは大きい）を撮像するときには、暗部のコント
ラストをとることができず、いわゆる黒つぶれを生じる
。

このような黒つぶれを防止するためにバックライト補正
が行なわれる。バックライト補正時には、端子ｌＯより
アイリス２およびＡＧＣ回路４に制Ｗ信号Ｓ８Ｌが供給
され、アイリス２の開きおよびＡＧＣ回路４のゲインが
大きくなるように制御される。これにより、輝度信号Ｙ
のレベルが大きくなるので、暗部のコントラストを充分
にとることができ、黒つぶれの状態を回避することがで
きる。

［発明が解決しようとする’：１ｕ］ しかし、上述したようにアイリス２の開きおよびＡＧＣ
回路４のゲインが大きくなるように制御するものによれ
ば、暗部に対応する輝度信号Ｙの低レベル部分だけでな
く、高レベル部分のレベルも同様の割合で大きくなるた
め、高レベル部分が飽和して、いわゆる白とびな生じる
ことが多かった。

そこで、この発明では、白とびの発生を少なく抑えてバ
ックライト補正を行ない得るようにしたものである。

［課題を解決するための手段］ この発明では、撮像素子の出力信号に基づいて輝度信号
および色信号を形成する信号処理回路と、輝度信号より
画面の暗部に対応する所定レベル以下の部分を抜き出す
信号抜き出し回路と、バックライト補正時に、信号抜き
出し回路で抜き出された所定レベル以下の部分に基づい
て、輝度信号の所定レベル以下の部分の振幅を増幅する
第１の増幅回路と、この第１の増幅回路によって輝度信
号の所定レベル以下の部分の振幅を増幅するのに対応し
て色信号の振幅を増幅する第２の増幅回路とを備えてな
るものである。

［作　用］ バックライト補正時には、増幅回路によって輝度信号の
画面の暗部に対応する所定レベル以下の部分の振幅が増
幅されるので、コントラストの強い被写体を撮像する場
合であっても暗部のコントラストを充分にとることがで
き、黒つぶれの状態を回避できるようになる。

この場合、映像信号の画面の暗部に対応する部分を増幅
することによって全体のＳ輻も増加するが、映像信号の
レベルの大きな部分における増加の割合は、レベルの小
さな部分における増加の割合に比べて小さくなる。その
ため、バックライト補正をしたときの白とびの発生を少
なく抑えることが可能となる。

また、バックライト補正時には、増幅回＃ｉ２１で輝度
信号の画面の暗部に対応する所定レベル以下の部分の振
幅が増幅されるのに伴って、増幅回路３２で色信号の振
幅が増幅されるので、暗部の着色を良好にすることが可
能となる。

［実　施　例］ まず、第２図例について説明する。この第２図において
、第１０図と対応する部分には同一符号を付して示して
いる。

同図において、プロセス回路５より出力される輝度信号
Ｙはバッファ回路１１を介してモジュレーションアンプ
２１に供給され、このアンプ２１の出力信号がガンマ補
正回路６に供給される。

また、この輝度信号Ｙはアンプ１３で増幅されたのちク
ランプ回路１４に供給される。アンプ１３で増幅するの
は、後述するクリップ回路におけるクリッピング精度を
高めるためである０例えば、アンプＩ３として２０ｄＢ
のゲインを有するものが使用され、輝度信号Ｙの最大ｇ
幅が２Ｖρ−ｐとなるように増幅される。

クランプ回路１４には端子１５より基準電圧ＶＲＥＦが
クランプ電圧として供給される。つまり、クランプ回路
１４では、アンプ１３で増幅された輝度信号Ｙの最小レ
ベルが基準電圧Ｖ　ＲＥＦと等しくなるようにクランプ
される。

クランプ回路】４より出力される輝度信号Ｙ（第３図Ａ
に図示）はピーククリップ回路１６に供給され、画面の
暗部に対応する輝度信号の低レベル部分が抜き出される
。この場合、基準電圧ＶＲＥＦが供給される端子１５と
電源端子Ｖｃｃとの間に抵抗器１７および１日の直列回
路が接続され、これら抵抗器１７および１８の接続点に
得られる電圧がクリップレベルＶＣＬとして供給される
。このクリップレベルＶＣＬは任意に設定し得るが、こ
の例では、ＶＣＬ＝ＶＲＥＦ　＋０．　３Ｖ１ｍ設定サ
レル。

ピーククリップ回路１６の出力信号（同図Ｂに図示）は
ベースクリップ回路２２に供給され、クランプキズや黒
レベルのノイズが抑圧される。この場合、端子１５より
供給される基準電圧Ｖ　ＲＥＦがクリップレベルとして
供給される。

ベースクリップ回路２２の出力信号（同図Ｃに図示）は
、ゲインコントロールアンプ２３に供給される。このア
ンプ２３には、ゲイン制御信号ＳＧＣが供給され、その
ゲインが制御される。このアンプ２３では、クリップレ
ベルＶＣＬ（同図Ａ参照）に対応するレベルがＯＶに固
定され、ゲイン制御信号ＳＧＣによって基準電圧Ｖ　Ｒ
ＥＦに対応するレベルＶ　ＭＯＤが、例えばＯＶ〜２Ｖ
まで可変される。

この場合・　レベルＶ　ＭＯＤはバックライト補正をし
ない時（通常撮像時）にはＯＶとされ、一方、バックラ
イト補正をする時（バックライト補正時）には、補正の
度合いに応じてＯｖより大きくされる。

アンプ２３の出力信号はモジュレーションアンプ２１に
補正信号ＳＣとして供給される。アンプ２１にはオフセ
ットゲイン制御信号ＳＯＧが供給され、このゲイン制御
信号ＳＯＧをｌ１ｍすることにより、バッファ回路１１
より供給される輝度信号Ｙの最大ｆｉ＠レベルが所定値
、例えば２００ｍＶｐ−ｐ　（ただし、５ｃ＝ｏｖのと
き）となるようにアンプ２１の利得が制御される。

また、アンプ２１では、補正信号ＳＣに基づいて、クリ
ップレベルＶＣＬ（第３図Ａ参照）に対応したレベルＶ
ＣＬ’を基準として輝度信号Ｙの振幅変調が行なわれる
。つまり、アンプ２１のゲインは、補正信号ＳＣがＯｖ
であるときはＯｄＢ　（１倍）とされ、補正信号ＳＣが
Ｏｖより大きくなるにつれてＯｄＢより大きくされ、補
正信号ＳＣが２Ｖとなるときには例えば６ｄＢ（２倍）
とされる。

この場合、バックライト補正時において、輝度信号Ｙの
レベルＶＣＬ’より高い部分（無補正部）では、補正信
号ＳＣが常にＯＶとなって輝度信号Ｙの振幅レベルは変
化しないが、輝度信号ＹがレベルＶＣＬ’より低い部分
（補正部）では、低くなるほど補正信号ＳＣが大きくな
って輝度信号Ｙの振幅レベルが大きくなる。なお、通常
撮像時には、補正信号ＳＣが常にＯＶとなって輝度信号
Ｙの振幅レベルは変化しない。

第４図は、アンプ２１における動作をグラフ形式で示し
たものである。

同図において、Ｙｉｎはアンプ２１に供給される輝度信
号Ｙ、　　Ｙｏｕｔはアンプ２１より出力される輝度信
号Ｙ、　　Ｇはアンプ２３からの補正信号ＳＣに基づく
アンプ２１の増幅率、そして、ａはゲイン制御信号ＳＯ
Ｇによって制御されるアンプ２１の増ｍｓ、ｂはアンプ
２３の増幅率である。

Ｙｉｎ≦０（補正部）のとき、Ｇ＝−ｂＹｉｎ＋１であ
り、Ｙｏｕｔは次式のようになる。

Ｙｏｕｔ　：＝　（−ｂＹｉｎ＋１）　Ｘ　（ａＹｉｎ
）＝−ａ（ｂＹｉｎ２＋ＹＩｎ）◆・◆（１〉Ｙｉｎ＞
０（無補正部）のとき、Ｇ＝１であり、”ｙ’　ｏｕｔ
は次式のようになる。

ＹＯｕｔ＝ａＹＩｎ　　　　・・・（２）これら（１）
式および（２）式より明らかなように、Ｙｏｕｔは、増
幅率ａによって全体の増＠量が定まり、増幅率すによっ
て補正量が定まる。

なお、　（１）式における補正開始点（０，０）での接
線は（３）式のようになり、　（２）式と一致する。し
たがって、補正開始点、つまり補正部と無補正部との境
界で段差は発生しない。

ＹｏＵｔ　′　＝　ａ　Ｙ　１ｎ　　　　　・　・　ａ
　（３）第５図は、モジュレーションアンプ２１の具体
構成を示すものである。

同図において、２０１〜２０４はそれぞれ利得制御用の
ＮＰＮ型トランジスタである。トランジスタ２０１およ
び２０３のコレクタは互いに接続され、その接続点は抵
抗器２０５を介して電源端子２０６に接続されると共に
、その接続点より出力端子２０７が導出される。トラン
ジスタ２０２および２０４のコレクタは互いに接続され
、その接続点は抵抗器２０Ｂを介して電源端子２０６に
接続される。

トランジスタ２０１および２０２のエミッタは互いに接
続され、その接続点は利得電流制御用のＮＰＮ型トラン
ジスタ２０９のコレクタに接続される。トランジスタ２
０３および２０４のエミッタは互いに接続され、その接
続点は利得電流制御用のＮＰＮ型トランジスタ２１０の
コレクタに接続される。トランジスタ２０９および２１
０のエミッタは、それぞれ抵抗器２１１および２１２を
介して互いに接続され、その接続点は定電流Ｒ２１３を
介して電源端子２１８に接続される。

そして、バッファ回路１１からの輝度信号Ｙｉｎが入力
端子２１４よりトランジスタ２０１および２０４のベー
スに供給される。ゲイン制御信号ＳＯＧが入力端子２１
５よりトランジスタ２０２および２０３のベースに供給
される。アンプ２３からの補正信号ＳＣが入力端子２１
６よりトランジスタ２１０のベースに供給される。さら
に、アンプ基準電圧ＶＲ（本例においてはＯＶ）が入力
端子２１７よりトランジスタ２０９のベースに供給され
る。

以上の構成においては、ゲイン制御信号ＳＯＧによって
トランジスタ２０２のエミッタとトランジスタ２０９の
コレクタとの間およびトランジスタ２０３のエミッタと
トランジスタ２１０のコレクタとの間のインピーダンス
が変えられ、トランジスタ２０１および２０４の利得が
変えられる。つまり、第６図に示すように、ゲイン制御
信号ＳＯＧによってアンプ２１の増幅率ａが変わる。こ
れによって、上述したようにバッファ回路１１より供給
される輝度信号Ｙｉｎの最大振幅レベルが所定値、例え
ば２００ｍＶｐ−ｐとなるように制御される。

また、　ｉｌ＋１２＝７３であるので、ΔＢ＝ＳＣ−Ｖ
Ｒが変化すると、上述したインピーダンスが変化してア
ンプ２１の利得が変化する。つまり、第６図に示すよう
に、補正部においてΔＢが太きくなるにつれてアンプ２
１の増幅率が大きくなる。

この場合、例えばΔＢ＝０であるときの増幅率をａとす
ると、ΔＢ＝２のときの増幅率は２ａとなるようにされ
る。

本例は以上のように構成され、バックライト補正時にお
いて、輝度信号ＹがレベルＶＣＬ’より低い部分（補正
部〉では、低くなるほどアンプ２３からの補正信号ＳＣ
が大きくなり（第３図りに図示）、ガンマ補正回路６に
供給される輝度信号ＹのｔＭ＠レベルが大きくなる（同
図Ｅｊこ図示）。したがって第２図例によれば、コント
ラストの強い被写体を撮像する場合に暗部のコシトラス
トを充分にとることができ、従来のバックライト補正と
同様に黒つぶれの状態を回避することができる。

また、バックライト補正時には、レベルＶＣＬ’より低
い部分で補正信号ＳＣが大きくなってガンマ補正回路６
に供給される輝度信号Ｙの振幅レベルが大きくなるよう
にしたので、輝度信号Ｙのレベルの大きな部分における
増加の割合は、レベルの小さな部分にお（する増加の割
合に比べて小さくなり、従来のバックライト補正に比べ
てバックライト補正をしたときの白とびの発生を少なく
抑えることができる。

第７図はガンマ補正回路６の出力信号を示したものであ
る。同図−点鎖線ａはバックライト補正をしない場合で
あり、同図実線すはバックライト補正をした場合である
。同図では、比較を簡単にするため、バックライト補正
をしない場合の最大振幅レベルを１に正規化して示して
いる。この図からも明らかなように、本例のバックライ
ト補正では、輝度信号Ｙのレベルの大きな部分における
増加の割合は、レベルの小さな部分における増加の割合
に比べて小さくなる。

また、バックライト補正時には、レベルＶＣＬ’より低
い部分（補正部）において、そのレベルが低くなるほど
補正信号ＳＣが大きくなり、ガンマ補正回路６に供給さ
れる輝度信号Ｙの振幅レベルの増加の割合が大きくなる
ようにしたので、補正部と無補正部との境界には段差が
生じなくなる（第３図Ｅに図示）。また、補正開始点で
の輝度信号Ｙの振幅レベルの増加は無補正部と同等なの
で、ノイズＮのレベルが補正開始点より急に増加するこ
とはない（第８図に図示）。つまり、Ｓ／Ｎ＝ａ’　／
ｂ’が境界部分で大幅に変化することはない、そのため
、画面上で補正部と無補正部とが明確に確認されるとい
うことはなくなる。

このように第２図例においては、バックライト補正時に
モジュレーションアンプ２１によって輝度信号Ｙの暗部
に対応する低レベル部分の振幅が増加するようにされる
。例えば、アンプ２１に供給される輝度信号Ｙが第９図
Ａに示すようであるとき、このアンプ２１よりガンマ補
正回路６に供給される輝度信号Ｙは、同図Ｂに示すよう
になり、ガンマ補正回路６より出力される輝度信号Ｙは
、同図Ｃの実線に示すようになる。同図Ｃの破線は通常
再生時であって、アンプ２１で輝度信号Ｙの低レベル部
分の振幅が行なわれない場合を示している。

また、エンコーダ８において形成される搬送色信号Ｃの
振幅は、バックライト補正時であっても通常再生時と変
わることはなく（同図りに実線で図示）、エンコーダ８
より出力される映像信号ＳＶは、同図Ｅに実線で示すよ
うになる。

つまり、バックライト補正時においては、上述したよう
に画面の暗部のコントラストを充分にとることができ、
黒つぷれの状態は回避することができるが、暗部におけ
る色信号の振幅が通常再生時と変わらないため、彩度の
充分でない画面となる。

そこで、この発明では、このような欠点をも除去するよ
うにしたものである。

以下、第１図を参照しながら、この発明の一実施例につ
いて説明する。この第１図において、第２図と対応する
部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

本例において、プロセス回路５より出力される色差信号
Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙはバッファ回路３１を介してモジュレー
ションアンプ３２に供給され、このアンプ３２の出力信
号がガンマ補正回路２５およびゲインアンプ２６を介し
てエンコーダ８に供給される。ガンマ補正回路２５は、
後述するように、バックライト補正時にアンプ３２て色
差信号Ｒ−Ｙ、　　Ｂ　−Ｙが増幅されるが、色差信号
の高レベル部分のＲ終的な振幅レベルを抑圧するための
ものである。

アンプ３２は上述したアンプ２１と同様に構成される。

このアンプ３２にはアンプ２３からの補正信号ＳＣが供
給され、アンプ２１と同様に増幅率の制御が行なわれる
。

本例は以上のように構成され、バックライト補正時には
、アンプ２１によって画面の暗部に対応する輝度信号Ｙ
の低レベル部分の振幅が増幅されるので、第２図例と同
様の作用効果を得ることができる。

また、バックライト補正時には、アンプ２１で輝度信号
Ｙの画面の暗部に対応する所定レベル以下の部分の振幅
が増幅されるのに伴って、アンプ３２で色差信号Ｒ−Ｙ
、Ｂ−Ｙの振幅が増幅される。そのため、エンコーダ８
における搬送色信号Ｃは、第９図りに破線で示すように
低レベル部分の振幅が大きくなり、このときエンコーダ
８より出力される映像信号Ｓ■は同図Ｅに破線で示すよ
うになる。したがって本例によれば、暗部における彩度
を充分に高めることができ、着色の良好な画面を得るこ
とができる。

なお、上述実施例においては、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙ
の状態で増幅するようにしたものであるが、エンコーダ
８で形成される搬送色信号Ｃを増幅するようにしてもよ
い。ただし、ガンマ補正回路２５による振幅レベルの抑
圧効果を得ることは不可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、バックライト
補正時には、増幅回路によって輝度信号の画面の暗部に
対応する所定レベル以下の部分の振幅が増幅されるので
、コントラストの強い被写体を撮像する場合であっても
暗部のコントラストを充分にとることができ、黒つふれ
の状態を回避できる。この場合、映像信号の画面の暗部
に対応する部分を増幅することによって全体の振幅も増
加するが、映像信号のレベルの大きな部分における増加
の割合は、レベルの小さな部分における増加の割合に比
べて小さくなり、バックライト補正をしたときの白とび
の発生を、従来のバックライト補正に比べて少なく抑え
ることができる。また、バックライト補正時には、輝度
信号の画面の暗部に対応する所定レベル以下の部分の振
幅が増幅されるのに伴って、色信号の振幅も増幅される
ので、暗部の彩度を充分にとることができ、着色の良好
な画面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はビ
デオカメラの回路構成の一例を示す図、第３図〜第９図
はその説明のための図、第１０図は従来例の構成図、第
１１図および第１２図はガンマ補正の説明図である。 ２・・・アイリス ３・・・撮像素子 ２１゜ ４　・ ５　◆ ２５　・ ８　・ ９　・ １１　＃ １４　＃ ６− ３２　＃ 　２− ２３　・ ・ＡＧＣ回路 ・プロセス回路 ・ガンマ補正回路 ｅエンコーダ ・出力端子 ・加算器 ・クランプ回路 ・ピーククリップ回路 ・モジュレーションアンプ ・ベースクリップ回路 ・ゲインコントロールアンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子の出力信号に基づいて輝度信号および色
   信号を形成する信号処理回路と、 上記輝度信号より画面の暗部に対応する所定レベル以下
   の部分を抜き出す信号抜き出し回路と、バックライト補
   正時に、上記信号抜き出し回路で抜き出された所定レベ
   ル以下の部分に基づいて、上記輝度信号の所定レベル以
   下の部分の振幅を増幅する第１の増幅回路と、 上記第１の増幅回路によって上記輝度信号の所定レベル
   以下の部分の振幅を増幅する際に上記色信号の振幅を増
   幅する第２の増幅回路とを備えてなるビデオカメラ。