JPH0832050B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0832050B2
JPH0832050B2 JP1097788A JP9778889A JPH0832050B2 JP H0832050 B2 JPH0832050 B2 JP H0832050B2 JP 1097788 A JP1097788 A JP 1097788A JP 9778889 A JP9778889 A JP 9778889A JP H0832050 B2 JPH0832050 B2 JP H0832050B2
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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、一般に
被写体の照度に応じてレンズ絞りを制御し撮像素子への
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18
と、ビデオ信号作成部23と、絞り制御信号発生部25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(画像電気信号)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に入力
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以後処理回路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に入力する。演算増幅器17は、非反転入
力端子に与えられる電位Vref1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する、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Vref1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Vref1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Vref1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Vref1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、撮像素子2
への入射光量が基準電位Vref1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V
ref1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、
彩度の高い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のレベルが上昇し或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、輝度信号および原色信号
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原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
のうちレベルが高い方の原色信号について、基準レベル
以上のレベルを検出するレベル検出手段と、レベル検出
手段により基準レベル以上のレベルが検出された場合に
は、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光学系の絞りを制御
し、レベル検出手段により基準レベル以上のレベルが検
出されない場合には、輝度信号レベル検出手段の検出出
力のみに応答して光学系の絞りを制御する手段とを備え
た。
[作用] 本発明にか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)19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通りである。
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。
さて、絞り制御信号発生部24には従来と異なり、LPF5
からの輝度信号Yに加えて色分離回路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NAM回
路19に入力される。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、NAM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Vref2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Vref1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および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100の開口径は
従来ほど大きくならない。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Vref2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17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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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
    原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原色信号を分離する
    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
    うちレベルが高い方の原色信号について、基準レベル以
    上のレベルを検出するレベル検出手段と、 前記レベル検出手段により前記基準レベル以上のレベル
    が検出された場合には、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
    答して前記光学系の絞りを制御し、前記レベル検出手段
    により前記基準レベル以上のレベルが検出されない場合
    には、前記輝度信号レベル検出手段の検出出力のみに応
    答して前記光学系の絞りを制御する手段とを備えた、撮
    像装置。
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