JPH0470278A

JPH0470278A - 撮像装置のフリッカ除去回路

Info

Publication number: JPH0470278A
Application number: JP2186297A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Minobe; 正美濃部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-05

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、ビデオカメラにおいて蛍光灯や水銀灯など
放電灯で照明された環境下においての撮影時でもフリッ
カのない良好な画像を得ることができるようにした撮像
装置のフリッカ除去回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、例えばＮＨＫ技研月報、昭和５９年１２月号
に発表された公知のフリッカ除去回路の動作原理を示す
ブロック図であり、図において、■は映像信号の入力電
圧■、に対する出力電圧Ｖ。

の利得を制ｍｉｉ圧Ｖｃのレベルによって変化させる利
得可変増幅器、３は映像信号の入力電圧Ｖ。

を１フィールド期間にわたって積分する１フィールド積
分回路、２はｌフィールド積分回路３の出力をもとに演
夏を行い、この演夏結果に基づいて前記利得可変増幅器
ｌの利得を制御する制御電圧Ｖｃを出力する演算制御回
路である。

次に動作について説明する。ＮＴＳＣ方式テレビジ町ン
においては、一画面について６０分の１秒毎に映像信号
をサンプルして電気信号化していることはよく知られて
いる。

近年テレビジョンカメラにおいて多く用いられている固
体撮像素子は、従来の撮像管とは異なり、一般に残像時
間が短く、はぼ１フイールドすなわち６０分の１秒間の
入射光量に比例した出力電圧が得られる。

一方、一般家庭などで多く用いられている蛍光灯などの
放電灯照明は、その電源周波数に応して電源周波数の２
倍の周波数で発光している。

すなわち、第３図のＬ　（ｔ）で示すような時間変化を
する光量で発光している。例えば、我国では、商用ｉｔ
源として電源周波数５０七と６０七の２種類が用いられ
ているが、５〇七の電源周波数で点灯された蛍光灯は１
０〇七の周波数で時間的に明滅を繰り返しながら点灯し
ていることになる。

テレビジョンカメラの固体撮像素子は６０分の１秒毎に
この時間変化する光量を蓄積し、平均化するので、固体
撮像素子の出力する映像信号レベルは２０七で周期的に
変動し、フリッカが発生する。

第４図の従来例はこのような５０Ｈｚ電源で点灯された
放電灯光源によるフリッカを補正するように構成されて
いる。映像信号の入力電圧■８は、５０七で点灯された
蛍光灯などの放電灯で照明されている条件では、時間的
に変化する入射光を６０分の１秒毎に平均した値に比例
する出力となる。

第３図にこの時間変化の一例を示す、第３図において６
０分の１秒毎に区切られたＬｌ。、Ｌ２゜Ｌ、。・・・
の面積は、６０分の１秒間の入射光量に比例しており、
映像信号の入力端子■逼　も１フイールド毎にＬｌ。、
　　Ｌｚｅ、　　Ｌｙｅ・・・の面積に比例して変動す
る。

第４図において、１フィールド積分回路３はｌフィール
ド毎に映像信号の入力電圧■、を積分し、Ｌｌ、、Ｌ、
。、　　Ｌ３゜・・・の面積に比例した出力を得る。

ここで、第３図に（Ｌ、、＝Ｌ、。）で示すように、入
射光量の平均値は３フイールドおきに同じ値を繰り返す
ことを考え合わせると、映像信号の出力電圧■０として
、Ｖｏ＝　　Ｖ６　　・　ＧａＧａ−（Ｌ＋ｏ＋Ｌｚｏ＋Ｌｓｏ）／（３・Ｌ（ｔ−３
））　　　−（１）として、ここで、Ｇａ　は制御！電圧Ｖｃによって決まる利得可変増幅器
１の利得Ｇａ　。

Ｌ（ｔ　−３）は入力電圧Ｖ、のミつ前のフィールドの
光量の平均値。

となるように利得可変増幅器１の利得を制御する制？ｉ
ｌ　を圧ＶＣを演算制御回路２により求めて、上式の制
御をすれば、映像信号の出力電圧Ｖｏには、映像信号の
入力電圧Ｖ、に含まれる３フイールド毎のフリッカが除
去された良好な映像信号が得られる。

第４図の従来例では、このようにして、いま、まさに入
力されている映像信号の入力電圧■、に対して、その３
フイールド前のフリッカ成分を求めて、これを補正する
ように働（ので、５０Ｈｚｔ源で点灯された放電灯光源
による２０翫フリツカを補正する効果を持っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の撮像装置のフリッカ除去回路は以上のように構成
されているので、フリッカを効率的に除去するためには
、（１）式の演算を正確に行うことが必要であるが、こ
のためには、制御電圧Ｖｃに対する利得可変増幅器１０
利得Ｇａの関係を精密に管理することが必要であり、利
得可変増幅器１の精度でフリッカの除去率は制限されて
しまうといった問題点がある。

また、フリッカの除去率をよくしようとすれば、利得可
変増幅器ｌに高精度の回路を用いねばならず、回路の温
度特性などに制約が多く、装置が高価になるという問題
があり、フリン力除去率をよくすることが困難であった
。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、高い除去率でフリッカを補正して、なおか
つ装置を安価に構成できる撮像装置のフリッカ除去回路
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る撮像装置のフリッカ除去回路は、撮像素
子より得られる映像信号の大きさを調整するための利得
可変増幅器と、この利得可変増幅器の出力信号のフィー
ルド毎の平均値を求める１フィールド積分回路と、この
１フィールド積分回路の出力信号をもとに演算し、利得
可変増幅器の利得を制御する演算制御回路とを設けたも
のである。

〔作　用〕

この発明における撮像装置のフリッカ除去回路における
演算制御回路は、１フィールド積分器の積分結果を入力
し、これを誤差信号として、フィールド毎の誤差信号成
分の変動が最小となるように利得可変増幅器にフィード
バックをかけてその利得を制御するように動作する。

〔実施例〕

以下この発明の撮像装置のフリッカ除去回路の実施例を
図について説明する。第１図において、１は映像信号の
入力電圧Ｖ、に対し出力電圧Ｖｏの利得を制御電圧Ｖｃ
によって変化させる利得可変増幅器、３はテレビジ５ン
信号のフィールド周期の始点でリセットされ、映像信号
の入力電圧Ｖ。

を１フィールド期間にわたって積分した結果Ｖｆを出力
する１フィールド積分回路、２は演算制御回路であって
、１フィールド積分器３の出力の値をもとに制御電圧Ｖ
ｃを演算によって求めて出力し、利得可変増幅器１の利
得Ｇａを制御する。

次に動作について第２図の信号の模式図をもちいて説明
する。第１図において、第４図の従来例と同様に１フィ
ールド積分回路３は、テレビジョン信号のフィールド周
期の始点でリセットされ、第２図（ａ）に示す映像信号
の入力端子Ｖ、は１フィールド期間にわたって積分され
る。

１フィールド積分回路３の出力には映像信号の入力電圧
■、のフィールド毎の終点ごとにそのフィールドの映像
信号の大きさの平均値に相当する信号Ｅ、、、Ｅ、。、
Ｅ、。・・・が第２図（Ｃ）に示すように得られる。

１フィールド積分回路３の出力Ｅ、。＋　Ｅ　２゜、Ｅ
ｓ。

・・・は前述の入射光量の平均値Ｌ１゜、Ｌ２゜＋　Ｌ
　３゜・・・に比例することは従来例と同等である。

演算制御回路２はフィールド毎にこれに対応する制御電
圧（Ｖｃ　：　Ｖｃｚ　Ｖｃ１ｏ＋　ＶＣ宜１１＋　Ｖ
Ｃｓｏ　’＝　）を出力し、利得可変増幅器１の利得Ｇ
ａを第２図但）に示すように制御する一方、エフイール
ド積分回路３の出力Ｅ、、、　　Ｅｔ。、Ｅｘ。・・・
をもとにこれを誤差信号と見做して誤差信号Ｅ＋＋、　
Ｅｇｏ、　　Ｅｘ。・・・のフィールド毎の変動が最小
となるように制御動作を行う。

すなわち、誤差信号Ｅ　＋　ａ　、　Ｅ　ｔ　−、Ｅ　
３゜に対して、制御電圧Ｖｃ：　Ｖｃ＝Ｖｃｚ＋ＶＣｊ
ｌ＋ＶＣｉ＋　を誤差信号Ｅ＋ｏ、　　Ｅｘ。、Ｅ、。

をより小さなフィールド毎の変動となるように制御する
。つまり例えば、いま［Ｅ、］が誤差信号の平均レベル
Ｃ＝　（Ｅ、。＋　Ｅ　ｔ。。

Ｅ、。）／３〕よりも大きい場合には、制御電圧■。。

として利得可変増幅器ｌの利得Ｇａをより小さく制御す
る制御電圧を出力し、［Ｅ＋ｅ］が誤差信号の平均レベ
ルよりも小さい場合には、制御電圧Ｖｃｚ　として利得
可変増幅器の利得をより大きく制御する制御電圧を出力
する。

この結果、これに対応するフィールドの出力電圧ｖｏｌ
ｌ　の平均レベルに対するフリッカ分が抑圧されて、誤
差信号［Ｅ、、］の誤差信号の平均レベル（−（Ｅ、、
、Ｅ！Ｉ＋　Ｅ３．）／３）に対する変動はより少な（
なる。

さらに、誤差信号Ｅ１１と誤差信号の平均値に対する大
小関係から、制御電圧ＶｃＢを求め、順次、誤差信号Ｅ
ｌ！から、制御電圧ＶＣ＋ｘ、誤差信号Ｅ　Ｉ　１から
、制ｍ電圧■ｃ１４、誤差信号Ｅ　１４から、制ＷＪｔ
圧Ｖｃ＋ｓ・・・というように制御電圧Ｖｃを制御し、
誤差信号Ｅ２゜から、制ｉｔ圧ｖｃ！＋、誤差信号ＥＺ
Ｉから、制ｗｊｔ圧ＶＣＺ□・・・また誤差信号Ｅ、。

から、制御電圧ＶＣ！＋−誤差信号Ｅｆｆｌから、制御
１を圧Ｖ　Ｃ３！・・・を求めて制御すれば、出力電圧
（Ｖｏ　：　Ｖｏ＝　ｖｏＩ６．　ＶＯ！ＤＩ　ＶＯ３
０，Ｖｏｌｔ、　ＶｏｚＶｏｚ＋　・・・）としてフリ
ッカのない良好な映像信号の出力電圧Ｖｏを第２図（切
のごとくに得ることになる。

このような、利得可変増幅器１の出力をもとに利得可変
増幅器１の利得Ｇａを制御するクローズトループ制御系
では、系のループゲインを適切に選ぶことにより、制御
電圧Ｖｃに対する利得可変増幅器１の制御特性を正確に
知ること無しに収束性の良い制御を行うことができる。

このように、この実施例では、利得可変増幅器の出力を
もとに利得可変増幅器自身の利得を制御するクローズト
ループ制御系を構成する方法を用い、利得可変増幅器１
の制御特性にあまり依存せずに、フリッカの除去率をよ
（することができる。

なお、上記実施例における演算制御回路２は、マイクロ
コンピュータおよびソフトウェアでも実現可能であり、
そのような構成にすることで装置をより一層安価に構成
できる効果がある。

また、上記実施例の利得可変増幅器ｌは従来から撮像装
置に一般に多く用いられている自動利得調整回路（いわ
ゆるＡＧＣ回路）を流用することが可能であり、そのよ
うな構成にすることで、装置をさらに安価に構成できる
効果がある。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、利得可変増幅器の出力
をもとに利得可変増幅器の出力信号を１フィールド積分
回路で積分した結果のフィールド毎の変動が最小になる
ようにフィードバックループ制御系を用いて構成したの
で、制御電圧に対する利得可変増幅器の制御特性を正確
に知ること無しに収束性の良い制御を行うことができ、
制御特性を精密に管理する必要がないので、従来よりも
装置を安価に構成することができる。

また、一般に、クローズトループ制御系は収束性がよい
ので、フリッカの除去率を従来例よりもよくすることが
できるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による撮像装置のフリッカ
除去回路を示すブロック図、第２図は同上実施例の動作
を説明する信号の模式図、第３図は従来の撮像装置のフ
リッカ除去回路の動作を説明するための放電灯照明の発
光光量の時間変化を示す模式図、第４図は従来の撮像装
置のフリッカ除去回路の構成例を示すブロック図である
。ｌ・・・利得可変増幅器、２・・・演算制御回路、３・
・・ｌフィールド積分回路。なお、図中、同一符号は、同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

撮像素子より得られる映像信号を入力してその大きさを
調整する利得可変増幅器と、この利得可変増幅器の出力
信号をフィールド毎に積分する１フィールド積分回路と
、この１フィールド積分回路の出力の値をもとに上記１
フィールド積分回路の出力の値がフィールド毎に変化し
ないように上記利得可変増幅器の利得を制御する演算制
御回路とを備えた撮像装置のフリッカ除去回路。