JPS6231274A - 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、発生されたビデオ信号において人工照明に
起因する輝度変動（フリッカ）及びその他の変動を抑制
するビデオ・カメラの溝成に関する。

〈発明の背景〉 ビデオ・カメラのイメージヤ、即ち、撮像管や電荷結合
装置（ＣＯＤ）のようなソリッド・ヌテート（固体）装
置は、通常、光学的集積期間と称される期間にその光感
知表面に入射した光映像に応答して周期的に電荷パター
ンを生成する。例えば、テレビジョンに適用した場合、
大体、光学的集積期間はテレビジョンのフィールド・ト
レース期間と一致する。光阻止シャッタをビデオ・カメ
ラのレンズとイメージヤとの間に設けて、集積期間をフ
ィールド・トレース期間の小部分に制限することが知ら
れている。このように光がイメージヤに入射する時間を
短くすることにより、映像表示信号の各フィールドから
再生された映像は、動きによって誘導されるぼけが非常
に少なくなる。

従って、シャツタラ有スるようなビデオ・カメラは、７
ポ一ツ行事に使用するのに良く適しており、スローセシ
ョン映像再生中にぼけの減少した映像を提供することが
できる。

シャッタを持たないビデオ・カメラには生シル可能性が
比較的少なく、シャッタを持つビデオ・カメうを使用す
る場合に生じる可能性のある問題は、イメージヤから得
られたビデオ信号中のフィールドごとの輝度の変動（フ
リッカ）である。このフリッカは、スポーツ競技場にお
けるような人工照明により照らされた領域における輝度
の変動に起因する。このような輝度の変動は、通常、照
明用電源の交流電圧のピーク・ピーク値の振れが原因と
なる。例えば、人工照明が６０Ｈ２の交流電源てよシ付
勢される螢光灯による照明から成る場合、その照明の輝
度は１２０Ｈｚの周波数で変動する。ビデオ・カメラの
フィールド周波数は照明用電源に同期していないため、
カメラによ多発生された信号中知フリッカが起こり得る
。照明に関するその池の変動、例えば、色温度の変動に
よっても、カメラ信号出力中に同様の不都合な結果が生
じ得る。

更に、ビデオ・カメラにシャッタが設けられている場合
、例えば、シャッタにより各フィールド期間中に１１５
００秒間だけ露光すると、シャッタの動作が照明用電源
に同期していないため、シャッタは、照明の輝度変動に
さらに密接して追随する光をイメージヤに送る。従って
、カメラにより発生されるビデオ信号には、フィールド
周波数と照明の輝度変動周波数との間の周波数差（即ち
、ビート）に相当する周波数の顕著な輝度変動が生じる
。第１図はこの作用を示し、波形１０は、例えば螢光灯
による照明のような人工光源の平均値Ａを中心とする照
明の変動に相当する。カメラ・シャッタが照明の変動の
周波数に同期していないため、連動するシャッタ開放期
間（Ｔ、、Ｔ２、Ｔ３など）中にシャッタの開孔により
通された光の量は、照明の変化に追随する。

シャツタラ持たず、（ＮＴＳＯテレビジョン標準方式に
従って）６０Ｈｚの゛フィールド周波数で動作するテレ
ビジョン・カメラにおいてさえ、交流電源が６０Ｈｚの
場合に、輝度変動が上述した同期の欠如てより比較的低
いがそれでも不都合である周波数で生じる。更に、シャ
ッタを持たない６０Ｈｚのテレビジョン・カメラヲ（例
えば、ヨーロッパの多くの国々におけるように）照明が
５０　Ｈｚの電圧で行われる地域で使用すると、更に高
い周波数で、更に不都合なフリッカが生じることになる
。

従って、ビデオ・カメラが使用される所では、特にその
ビデオ・カメラがシャッタ形式である場合には、人工照
明用としてしばしば３相ＡＣ電源が使用される。照明用
の３相電源によシ、よシ均一な照明が得られ、それ故、
ビデオ信号にフリッカが生じる可能性が大幅に減少する
。

しかし、小型軽量で、持ち運びによシ便利なビデオ・カ
メラ、特に、ソリッド・ステート・イメージヤを使用し
たビデオ・カメラの出現に伴って、ビデオ・カメラは照
明が制御されていない様々な状況下で使用される。従っ
て、このような状況下においてもビデオ・カメラにより
発生されたビデオ信号にフィールド周波数のフリッカが
生じる可能性を減少させる装置を設けることが望ましい
。

輝度変動は、カメラにビデオ自動利得制御（ＡＧＣ）回
路を設けることにより除去できるが、このようなＡＧＣ
回路は狭い領域の照射ハイライトによシ簡単に誤動作し
て、場面照明の正確な再生を妨げるため、殆んどの商業
用（放送用品質）ビデオ・カメラにはＡＧＣ回路は含ま
れていない。一般消費者用のビデオ・カメラには、ＡＧ
Ｃ回路と、自動絞シ、即ち、場面の照明に応答して開閉
するＶンズの絞りとが含まれることがある。しかし、こ
れらによってフリッカの問題は十分に解決されない。そ
れは、ＡＧＯ及び自動絞り回路の代表的な時定数が、映
像輝度の不快感のある急激な変動を避けるために１秒程
度である一方、人工照明源　。

によシ誘発される輝度変動によるビデオ信号フリッカが
、例えば、１／１０秒程度（例えば、ＮＴＳＣ方式のテ
レビジョン・カメラをヨーロッパの国で使用する場合）
であるため、一般消費者用のカメラのＡ　Ｇ　Ｃ或いは
自動絞り回路ではこのフリッカを十分に制御することが
できないからである。

〈発明の概要〉 この発明に従う装置は、周期的に起こる期間に、場面か
ら受けた光に応答して映像表示信号を発生するイメージ
ヤと、この映像表示信号からビデオ信号を生成する信号
処理手段とを有するカメラに含まれる。この装置は、上
記周期的に起こる期間の各々において上記イメージヤか
ら受けた光のパラメータに関する制御信号を発生して、
上記カメラ信号処理回路により発生されたビデオ信号の
大きさを制御する。

〈詳細な説明〉 以下、図示の実施例によってこの発明の詳細な説明する
。

第２図のビデオ・カメラにおいて、光学装置１２が・場
面から０光／（赤外線を含むこともあるン１をソリッド
・ヌテート・イメージヤ１４の映像領域上に導く。この
ソリッド・ヌテート・イメージヤ１４としては、例えば
、アメリカ合衆国　ペンシルバニア州　フンカヌタにあ
るアールシーニー　コーポレーションの二ニー　プ、ロ
ダクツ　ディビジーｓ　ン（Ｎｅｗ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　）から発売されているＳより５０
４フレーム転送ＣＯＤイメージヤを用いることができる
。簡単に言うと、フレーム伝送ＣＯＤイメージヤには、
場面から反射された光を表わす電荷パターンを生成（集
積）する光感知領域しジヌタ（８）と、場面の照射から
遮蔽され、Ａレジスタの電荷パターンが各テレビジヨン
・フイールド毎に１回転送される蓄積領域Ｖジヌタ日と
、次のテレビジヨン・フイールド期間中に一度に一本の
ラインをＢレジスタに蓄積された電荷から読み出すライ
ン・レジスタΩとが含まれる。Ｂｖレジスタ蓄積された
ラインが読み出される間、次の電荷フィールドがＡレジ
スタで生成（集積）される。信号電圧が、従来構造の信
号再生回路１６を介してイメージヤ１４のＣレジヌタ出
力電荀から取出される。この再生回路１６は、例えば、
周知の相関２重サンプリング回路で構成される。信号電
圧は、次に、従来構造のカメラ信号処理回路網１８によ
り処理されてビデオ信号が生成される。この信号処理回
路網１８には、最終的にカメラ出力信号が取り出される
修正されたビデオ信号を発生する増幅器２０が含まれる
。この発明によるフリッカ抑制装置２２が、場面の照明
に起因するビデオ信号中のあらゆる変動、例えば、輝度
の変動を抑制するために、増幅器２０の利得制御人力２
４に供給されて増幅器２０の利得を制御する利得制御信
号を生成する。

フリッカ抑制装置２２は、ビデオ・カメラの内側・に配
置された光感知ダイオード２６を具備し、このダイオー
ド２６は、カメラ・ハウジング（図示せず）の開口部に
配置された光学拡散器２８を介して被撮像場面からの光
を受光する。拡散器２８は、ダイオード２６の視野をイ
メージヤ１４の視野とほぼ同じになるように制限し、か
つ、小領域の照明の激しい変動、即ち、点光源、反射等
による場面照明の謳った読み取りを防ぐために、ダイオ
ード２６に送られる光を拡散する。従って、ダイオード
２６の出力信号は、第１図の波形１０に示されるような
照射された場面からの光を受光している時は、上記波形
１０に似ていて、人工照明用ＡＣ電源の使用による変動
のある場面の瞬間的照明状態をリアルタイムで表わす。

光感知ダイオード２６は、イメージヤニ４と同じヌベク
トル反応特性を持つのが望ましい。

ダイオード２６の出力は、時定数が予期される照明のフ
リッカよシ相当長く、例えば、約１秒の時定数であるよ
うな帯域幅を有する低域通過フィルタ３０に供給され、
これによシ、場面の長期間（平均）の照明を表わすＤＣ
信号電圧に似た非常に緩慢な充電出力電圧が生成される
。このＤＣ電圧は、第１図の平均レベルＡに対応する。

ダイオード２６の出力は、また、スイッチ３４を含む積
分回路網３２にも供給される。スイッチ３４は、ゲート
信号に応答してダイオード２６からの信号を積分器３６
の入力に選択的に供給する。このゲート信号は、イメー
ジヤ集積期間の持続時間に等しいパルス幅を持ち、これ
により、積分器３６の出力の信号の振幅は、イメージヤ
１４によ勺集積された電荷平均量に追随させる。積分器
３６の出力は、この積分器３６に供給されるリセット・
パルスにより、各テレビジヨン・フイールド期間に一度
、零にリセットされる。各ビデオ・フィールド期間の終
了時点に発生するすンフル・タイミング信号Ｓによりサ
ンプル／ホールド回路３８が、積分器３６の出力を、積
分器３６が次のテレビジヨン・フイールドの準備のため
にリセット信号によシリセットされる前にサンプルする
。

第３図を参照すると、波形（ａ）はゲート信号を表わし
、この信号は、波形■）によシ表わされるビデオ信号の
フィールド・トＬ／−ヌ（ＦＴ　）期間中に発生するよ
うに調時されたパルスを含む。垂直消去（ＶＢ）期間が
、各ＦＴ期間の終了時点で発生する。波形（Ｃ）は積分
器３６の出力を表わし、この出力は、ゲート信号の持続
期間中に増加し、ゲート信号の終了時点において到達し
た出力振幅を、積分器３６が波形（ｆ）によシ表わされ
るリセット・パルスによシ零にリセットされるまで維持
する。波形（ｅ）により表わされるサンプル・パルスＳ
は、リセット・パルスの直前に発生するように調時され
ていて、このパルスＳによシ、波形（１）で表わされる
サンプル／ホールド回路３８の出力は、Ｖｏ（前のビデ
オ・フィールド・トレーヌ期間中の積分器３６の最大出
力）から■１（現存のフィールド期間中の積分器３６の
最大出力）に変化する。サンプル／ホールド回路３８は
■１出力の大きさを、次のＳパルスが発生する次のフィ
ールド期間まで維持する。従って、サンプル／ホールド
回路３８の出力信号は、前のテレビジヨン・フイールド
におけるイメージヤ１４によシ集積された電荷の量を表
わす。従って、サンプル／ホールド回路３８の出力にお
ける信号の太き　　−さけ、ソリッド・ヌテート・イメ
ージヤ１４によシ集積された電荷量に対応するように時
間と共に変化する。即ち、この信号の大きさは、イメー
ジヤのフィールド周波数と照明用電源の周波数との間の
ビート周波数に関連するＡＣ信号成分を持つ。

積分器３６に対する時定数は、低域通過フィルタ３０の
時定数より相当短いこと、例えば、０．０１秒であるこ
とが望ましい。

アナログ信号分割器４０が、サンプル／ホールド回路３
８の出力信号の大きさと低域通過フィルタ３０の長時間
平均出力信号の大きさとの比に対応する出力修正信号を
供給する。アナログ信号分割器４０は従来型のものであ
り、周知のように２＠の対数増幅器、減算回路、および
真数（アンチ・ロッグ）回路を含む。分割器４０からの
修正信号は、個々のビデオ・フィールドに対する変動を
抑制するためＯて増幅器２０に供給される利得制御信号
である。フィールド転送イーメージャはフィールド蓄積
Ｖジスタを含むため、イメージヤから供給されるビデオ
信号は１ビデオ・フィールド分だけ遅延する。従って、
サング／Ｌ／／ホールド回路３８によシ与えられる前述
の遅延によシュフィールド分だけ遅延した利得制御信号
は、信号処理回路網１８の増幅器２０に供給されると適
切に調時されている。増傷器２０の利得は、利得制御信
号に応答して、抑制装置２２によ、り検出された変動を
補償する方向で各フィールド中に調節され、これによシ
、カメラ・ビデオ出力信号中の上記の変動が抑制される
。

第４図には、ビデオ・カメラがシャッタを含む場合に、
第２図における積分回路網３２のスイッチ３４を必要と
しない抑制装置２２の一部の別の実施例が示されている
。第４図では、長期間ＤＣ電圧成分は、第２図の実施例
と同様に、即ち、光感知ダイオード２６、拡散器２８及
び低域通過フィルタ３ｏを介して発生される。しかし、
積分器３６から交流電圧成分を得るために、追加の光感
知ダイオード５０が、カメラ・ハウジング内に、光学拡
散器２８と同様の光学拡散器５２の後方に配置される。

ダイオード５０は、開口部以外は光を阻止する回転円板
シャッタ５６の開口５４を介してカメラ光学路から光を
受光する。回転シャッタ５６は第２図の光学装置１２に
組み込まれてもよく、ビデオ・フィールド周波りに同期
した速度で回転する。これによりシャツタ開口５４は、
イメージヤ１４の集積時間をビデオ・フィールド期間よ
シ幾分短くなるように制限する。

具体的に言うと、シャッタ５６の開口５４は、シャッタ
５６がイメージヤ・フィールド周波数と同期した速度で
回転する時に光を例えば１１５００秒間だけ通過させて
イメージヤ１４に送るような寸法になっている。光感知
ダイオード５０が受光する唯一の光は回転シャッタ５６
の後方の光学通路から来るものであるため、ダイオード
５０もまた各フィールド期間において１１５００秒間だ
け光を受け、イメージヤ１４に送られた丸と同じ態様で
時間と共に変化する振幅変動を呈する信号を発生する。

第４図の積分器３６によ多発生された交流電圧は、第２
図の積分肋路網３２によ多発生された交流電圧と同じで
あり、それ故、出力信号の変動を抑制する信号処理回路
網１８に供給される利得制御信号を発生するのに使用で
きる。

ビデオ・カメラに第４図に示された形式のシャッタが含
まれる場合、第２図に関して説明したようなゲート信号
は、シャッタ５６のリムと整列して配置された追加の光
検出器（図示せず）を使用することにより発生できる。

このような場合、ンヤツタ５６のリムに沿う穴５８は開
口５４の前縁部と整列して形成されており、これにより
追加の光検出器は、ゲート信号を供給するワンショット
・マルチバイブレータのような回路（図示せず）をトリ
ガする出力を発生する。

第２図の実施例では、信号処理回路網１８は自動利得制
御（ＡＧＯ）ビデオ信号増幅器を含まないものとしてい
る。前述したように、ＡＧＣビデオ信号増幅器は、場面
の照明状態の正確な再生を妨げるので、大抵の放送用テ
レビ・カメラには含まれていない。しかし、一般消費者
用のビデオ・カメラには、通常このＡ　Ｇ　Ｃビデオ信
号増幅器が使用されている。第５図知は、利得制御信号
がＡＧＣビデオ増幅器を有する信号処理回路の利得を制
御するのに使用される構成が示されている。

第５図の信号処理回路網６２には、信号再生回路（例え
ば、第２図の回路１６に対応する）からのビデオ信号に
応答する第１の利得制御ビデオ増幅器６４が含まれる。

従来構造のＡ　Ｇ　Ｃ検波器６６（例えば、ピーク検波
器）が増幅器６４の出力の信号レベルに応答してＡＧＣ
制御信号を発生して、この制御信号をＡＧＣ動作のため
の、約１秒の時定数を設定する抵抗渣を持った抵抗Ｒと
容量値を持つキャパシタＣとを介して増幅器６４の利得
制御入力に供給する。変動を抑制するために、第２図に
示されるようなアナログ分割器４０からの利得制御信号
は、増幅器６４の出力からの入力信号を受ける第２の増
幅器６８の利得制御入力に供給される。抵抗Ｒ／及びキ
ャパシタＣ′は、利得制御信号に応答する増幅器６８の
利得の変化を比較的速いものにするために、例えば、０
．０１秒といった比較的短い時定数を設定する値を持っ
ている。従って、第２図における増幅器２０の利得制御
と同様に、第５図の増幅器６８の利得制御によシ、場面
照明による不都合な変動が抑制される。

この発明の原理は、電子管形式のイメージヤを有するカ
メラにも適用できる。電子管形式のイメージヤの集積時
間は比較的長い（例えば、１／３０秒）ため、場面の人
工照明による不都合な変動は起こらない。しかし、光阻
止シャッタを有するか、例えば１８０Ｈｚのような非標
準フィールド周波数を持つ電子管形式のカメラでは、人
工照明による不都合な輝度変動やその他の変動、例えば
、色温度の変動などは、この発明に従う装置によって抑
制できる。更に、ソリッド・ヌテート・イメージャヲ有
スるカメラは、通常のテレビジョンの標準よシも高いフ
ィールド周波数で動作させることが出来、即ち、そのイ
メージヤの光学集積時間を電気的に短かく出来る。この
ようなカメラにもこの発明の装置は有効である。また、
この発明は、インターライン転送型イメージヤのような
他の形式のソリッド・ヌテート・イメージヤにも使用で
きることも明らかである。最後に、これまでに記載した
この発明の実施例では、第２図のアナログ分割器４０へ
の信号入力は、光感知ダイオードを用いて生成したが、
イメージヤの出力信号を適切に処理することによシ、イ
メージヤが各集積期間中に応答する光の量を表わす信号
と、幾らかの集遣期間に亘ってイメージヤが応答する光
の平均量を表わす信号とが得られることも明らかである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は人工照明に起因する場面の輝度変動を表わす波
形を示す図、第２図はこの発明に従う信号変動抑制装置
を含むビデオ・カメラをブロック図の形で示す図、第３
図は第２図の装置の動作を説明するための各部の波形を
示す図、第４図は第２図に示された信号変動抑制装置の
一部の別の実施例を示す図、第５図はこの発明に従って
得られた信号変動制御信号を、自動利得制御が施された
テレビジョン・カメラのビデオ信号処理路へ供給する回
路構成を示す図である。 １２・・・光学手段、１４・・・イメージヤ、２２・・
・制御信号発生手段、４０・・・制御信号供給及び制御
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）照射された場面から受けた光を導くための光学手
   段と、 周期的に起こる期間に上記導かれた光に応答する光感知
   表面入力と、映像表示信号を供給する出力とを含むイメ
   ージヤと、 上記イメージヤ出力に結合されており、上記映像表示信
   号に応答してビデオ信号を発生する信号処理手段と、 上記周期的に起こる期間の各々において上記イメージヤ
   が応答する上記光のパラメータの変動に対応する変動を
   持つ制御信号を各テレビジヨン・フイールド期間に発生
   する手段と、 上記制御信号を上記信号処理手段に供給して、上記発生
   されたビデオ信号の大きさを制御する手段とから成るビ
   デオ・カメラ。