JP2506569Y2 - 映像信号のクランプ回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、三管式または三板式のビデオカメラ等にお
いて黒の安定度を高める映像信号のクランプ回路に関す
るものである。

［考案の概要］ 本考案は、RGBで信号処理するビデオカメラ等の映像
信号のブランキングレベルと黒レベルを一致するように
クランプを行う映像信号のクランプ回路において、 一つの帰還ループの中にブランキングクリーニング回
路とその後に黒レベルの変動要素である可変利得増幅回
路とを入れ、出力の黒レベルとブランキングレベルの誤
差を帰還してブランキングレベルに対し黒レベルを安定
に保つことにより、 映像信号における黒の安定度を高めたものである。

［従来の技術］ 従来より、ビデオカメラの信号処理においては、ブラ
ンキング期間のレベルを基準としてγ補正やホワイトク
リップ等の種々の信号処理を行うために、上記レベルに
対し映像信号の黒を固定している。通常、ビデオカメラ
等の映像信号中のブランキング期間の一部には、光学黒
マスク部に対応して黒レベルが与えられ、これをクラン
プして黒を固定することが行われているが、この光学黒
マスク部と違う位相をクランプしたいときはブランキン
グクリーニングを行うのが普通である。

第４図は上記映像信号のクランプ回路の従来例を示す
ブロック図、第５図はその要部の構成を具体的に示した
ブロック図である。従来例のクランプ回路は、初段の入
力増幅回路101と、この入力増幅回路101の出力の光学黒
マスク部の黒レベルをフィードバックにより所定のレベ
ルにクランプする保持回路102と、その黒レベルが固定
された入力増幅回路101の出力のブランキングクリーニ
ングを行うブランキングクリーニング回路103とで構成
されていて、その出力はRGBで信号処理するビデオカメ
ラ等においてはホワイトバランスをとるための可変利得
増幅回路104に入力されている。保持回路102は、演算増
幅器（オペアンプ）102aと、その正転入力端子（＋）側
と入力増幅回路101との間に接続されたサンプルホール
ド回路102bとを有し、リファレンス電圧REFが演算増幅
器102aの反転入力端子（−）に接続されて成る。サンプ
ルホールド回路102bのサンプルホールドパルスSP′とし
ては、映像信号の光学黒マスク部に対応する期間内のタ
イミングを有する信号が入力されている。ブランキング
クリーニング回路103は、２つのアナログスイッチ回路1
03a,103bから成り、一方のアナログスイッチ回路103aは
入力増幅回路101の出力と可変利得増幅回路104の入力と
の間に接続され、他方のアナログスイッチ回路103bは前
述のリファレンス電圧REFを可変利得増幅回路104の入力
側に接続可能としている。一方のアナログスイッチ回路
103aのオン信号▲▼′はブランキングクリーニ
ングを行う期間以外の期間に印加され、他方のアナログ
スイッチ回路103bのオン信号BLKG′はブランキングクリ
ーニングを行う期間に入力されている。

第６図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は上記の従来
例の動作を説明するための波形図である。（ａ）はクラ
ンプ回路の出力即ち可変利得増幅回路104の入力信号を
示し、（ｂ）はサンプリング回路102bのサンプリングパ
ルス、（ｃ）は一方のアナログスイッチ回路103aのオン
信号、（ｄ）は他方のアナログスイッチ回路103bのオン
信号を示している。本従来例は、サンプリングパルスS
P′により黒マスク部の対応期間において黒レベルをフ
ィードバッククランプした後に、オン信号BLKG′，▲
▼により上記対応期間を除く残りのブランキン
グ期間をブランキングクリーニングするものであった。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術における映像信号のク
ランプ回路では、そのクランプ回路の出力を第４図，第
５図に示す可変利得増幅回路104に入力してホワイトバ
ランスをとる場合、その可変利得増幅回路104のゲイン
が変化するため黒マスク部の黒レベルとクリーニングさ
れたブランキングレベルとのずれが変動し、ホワイトバ
ランスをとったことによって黒バランスがずれるという
問題点が生じていた。即ち、従来例では黒マスク部の黒
レベルをフィードバッククランプした後にブランキング
クリーニングを行っているため、フィードバッククラン
プに用いている保持回路102のオペアンプ102aの入力オ
フセット電圧のためにクリーニングしたブランキング期
間のレベルとクランプした黒マスク部の期間のレベルの
間に電圧のずれｖが生ずる。この電圧ずれｖがゲインA₃
の可変利得増幅回路104を通るとA₃×ｖとなり、ここで
ゲインA₃がホワイトバランスの調整により変化するた
め、その出力の電圧ずれA₃×ｖが変動することになる。
後段における信号処理では、ブランキングレベルを基準
にして信号処理が行われるため、上記電圧ずれの変動は
黒バランスがずれることを意味し、そのずれが一定であ
れば補正も可能であるが、上記したようにゲインA₃によ
って変動するための補正することも困難である。

このような問題点の解決策としてまず考えられること
は、入力オフセットの小さいオペアンプをフィードバッ
ククランプのオペアンプ102aとして用いることである
が、そのようなオペアンプは非常に高価であるという問
題点がある。

次に回路形式を変えることが考えられる。第７図はそ
の対策例の一例を示すブロック図である。この対策例で
は、黒バランスのずれの変動要素が可変利得増幅回路10
4であることに着目し、ブランキングクリーニング回路1
02を可変利得増幅回路104の後に行うようにしたもので
ある。即ち、まず入力増幅回路101の出力の黒マスク部
のレベルを保持回路102によりフィードバッククランプ
し、その出力を可変利得増幅回路104に入力し、その出
力のブランキングレベルをブランキングクリーニング回
路103でクリーニングする。しかし、この対策例では、
可変利得増幅回路104の入力のDC（直流）レベルが不安
定であるため動作点が変化し黒レベルも変化してしまう
ので、その可変利得増幅回路104においても保持回路105
を用いてフィードバッククランプを行う必要が生じ、回
路が大幅に増えてしまう問題点が生じる。

第８図は回路形式を変えた他の対策例を示すブロック
図である。この対策例は、第７図の対策例において、フ
ィードバッククランプのための回路（保持回路105）が
増えるのを解決するために、黒マスク部のレベルのフィ
ードバッククランプを行う保持回路102の入力側を可変
利得増幅回路104の出力側に接続して、第７図の保持回
路105をなくしたものである。しかし、この対策例で
は、可変利得増幅回路104の入力においてDCレベルが安
定せず誤動作するという問題点が残る。第８図において
保持回路102の入力側をブランキングクリーニング回路1
03の出力側としても同様である。

本考案は、上記問題点を解決するために創案されたも
ので、クランプのための保持回路を増やすことなく最低
限の回路追加でブランキングレベルに対し黒を安定に保
つことができる映像信号のクランプ回路を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本考案の映像信号のクラ
ンプ回路の構成は、 入力映像信号のブランキング期間の一部に光学黒マス
ク部に対応する第１の期間を有する映像信号の入力回路
と、上記入力回路から出力された映像信号のブランキン
グ期間の上記第１の期間を除く期間に設定された第２の
期間における信号を所定の基準信号と置き換えるように
構成されたブランキングクリーニング回路と、上記ブラ
ンキングクリーニング回路の出力側に接続され、入力さ
れた映像信号の利得を可変する可変利得増幅回路と、上
記第１の期間に対応するタイミングで外部から供給され
た第１のサンプリング信号に基づいて、上記可変利得増
幅回路から出力された映像信号中の上記第１の期間の上
記光学黒マスク部の信号レベルを保持して検出する第１
の検出回路と、上記第２の期間に対応するタイミングで
外部から供給された第２のサンプリング信号に基づい
て、上記可変利得増幅回路から出力された映像信号中の
上記第２の期間のブランキング信号レベルを保持して検
出する第２の検出回路と、上記第１の検出回路からの光
学黒マスク部の信号レベルと上記第２の検出回路からの
ブランキング信号レベルとのレベル差に基づいて得られ
た誤差電圧を上記入力映像信号に加算して帰還させる回
路と、を有することを特徴とする。

［作用］ 本考案は、変動要素である可変利得増幅回路の入力側
にブランキングクリーニング回路を配置して可変利得増
幅回路の動作点を安定させるとともに、これらのブラン
キングクリーニング回路および可変利得増幅回路を一つ
の帰還クランプループの中に入れ、可変利得増幅回路の
出力の黒レベルとブランキングレベルの誤差を帰還させ
てブランキングレベルに対する黒を安定に保つ。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図である。
本実施例は、まず入力の映像信号に対して増幅回路であ
る入力回路1,ブランキングクリーニング回路2,可変利得
増幅回路３をこの順序に縦属に接続し、可変利得増幅回
路３の出力を後段へ送出する構成とする。次に、上記可
変利得増幅回路３の出力を黒マスク検出回路４とブラン
キング検出回路５を介し、保持回路６に入力し、保持回
路６の出力を入力回路１の入力に帰還（フィードバッ
ク）してクランプを行う。上記可変利得増幅回路３は、
ホワイトバランスをとるためのものであり、そのゲイン
が調整により変化する。本実施例は、三板式または三管
式のRGBで信号処理するビデオカメラ等に適用するもの
で、その映像信号中にはブランキング期間内に光学黒マ
スク部に対応する期間を有している。黒マスク検出回路
（本考案の第１の検出回路に相当する）４は上記出力に
おける光学黒マスク部に対応する期間のレベル（以下黒
レベルと記す）を検出する回路であり、ブランキング検
出回路（本考案の第２の検出回路に相当する）５は上記
出力における光学黒マスク部の期間を除いた残りのブラ
ンキング期間のクリーニングされたレベル（以下ブラン
キングレベルと記す）を検出する。これらの検出信号は
誤差検出回路６に入力されてブランキングレベルに対す
る黒レベルの誤差電圧が、入力信号の映像信号の全期間
に渡り帰還（加算）される。

第２図は上記実施例のより具体的な構成例を示すブロ
ック図である。ブランキングクリーニング回路２は、２
つのアナログスイッチ回路21,22より成り、一方のアナ
ログスイッチ回路21は、入力回路１の出力と可変利得増
幅回路３の入力の間に接続され、その出力をゲート信号
▲▼のオン期間に可変利得増幅回路３に入力す
る機能を有する。他方のアナログスイッチ回路22は、ブ
ランキングレベルを与えるリファレンス電圧源と上記可
変利得増幅回路３の入力側に接続され、リファレンス電
圧REFをゲート信号BLKGのオン期間に可変利得増幅回路
３に入力する機能を有する。ゲート信号BLKGは、ハイレ
ベルでオンとなるアナログスイッチ回路の場合には光学
黒マスク部に対応する期間を除くブランキング期間にハ
イレベルとなり、映像期間を含むそれ以外の期間にロー
レベルとなる信号であり、ゲート信号▲▼はBL
KGの反転信号を示していて、光学黒マスク部に対応する
期間を除くブランキング期間にローレベルとなり映像期
間を含むそれ以外の期間にハイレベルとなる信号であ
る。これらのゲート信号によって映像信号の映像期間お
よび光学黒マスク部の期間にはアナログスイッチ回路21
が閉じる（オンする）とともに、アナログスイッチ回路
22が開いて（オフして）、入力回路１の出力映像信号が
可変利得増幅回路に入力され、黒マスク部の期間を除く
ブランキング期間にはそれとは逆に各アナログスイッチ
回路21,22が開／閉（オン／オフ）して可変利得増幅回
路３の入力がリファレンス電圧REFに置き換えられる。

第２図の実施例の黒マスク検出回路４は光学黒マスク
部に対応する期間内のサンプリングパルスSP₁でオンと
なるアナログスイッチ回路41とコンデンサC₁で構成し、
ブランキング検出回路５は光学黒マスク部に対応する期
間を除くブランキング期間内のサンプリングパルスSP₂
でオンとなるアナログスイッチ回路51とコンデンサC₂で
構成する。誤差検出回路６は演算増幅器（オペアンプ）
61で構成され、演算増幅器61の正転入力端子（＋）はコ
ンデンサC₁が接続されてアナログスイッチ回路41に接続
され、演算増幅器61の反転入力端子（−）はコンデンサ
C₂が接続されてアナログスイッチ回路51に接続される。
上記によりコンデンサC₁にはサンプリングパルスSP₁で
サンプリングされる黒マスク部に対応する期間内の出力
がホールドされて黒レベルが検出され、コンデンサC₂に
はサンプリングパルスSP₂でサンプリングされる黒マス
ク部に対応する期間を除くブランキング期間内の出力が
ホールドされてブランキングレベルが検出され、それぞ
れ演算増幅器61に入力される。この演算増幅器61は差動
回路として機能し、その出力には上記黒レベルとブラン
キングレベルの誤差電圧が出力される。上記誤差電圧は
抵抗R₂を介して入力回路１の入力側に接続される。入力
回路１の入力の映像信号は抵抗R₁を介して入力され、抵
抗R₁，R₂とは加算回路を形成していて、上記誤差電圧が
なくなるように帰還（フィードバック）される。上記の
構成においてコンデンサとアナログスイッチ回路の組、
すなわち検出回路４、５はサンプルホールド素子を用い
て構成しても良い。また、以上の構成の映像信号のクラ
ンプ回路はRGBの各映像信号毎に設けられる。

以下に以上のように構成した実施例の作用を述べる。
第３図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は本実
施例の動作を説明するための波形図である。（ａ）は本
クランプ回路の出力即ち可変利得増幅回路３の出力を示
し、（ｂ）は黒マスク検出回路４のサンプリングパルス
SP₁、（ｃ）はブランキング検出回路５のサンプリング
パルスSP₂、（ｄ）はブランキングクリーニング回路２
のゲート信号▲▼、（ｅ）は同じくゲート信号
BLKGを示している。本実施例は、光学黒マスク部に対応
する期間t₁内のサンプリングパルスSP₁により黒レベル
を検出し、上記光学黒マスク部に対応する期間をt₁を除
くブランキング期間t₂内のサンプリングパルスSP₂によ
りクリーニングされたブランキングレベルを検出し、こ
のブランキングレベルに対する黒レベルの誤差電圧が零
となる方向に入力回路の入力側の映像信号に帰還させる
こにより、映像信号の黒をブランキングレベルに対し安
定にクランプするものである。ゲート信号▲
▼,BLKGおよびサンプリングパルスSP₁，SP₂は、外部か
ら第３図のように映像信号にタイミングを合わせて供給
される。本実施例においては、クランプを行う一つの帰
還ループの中に黒レベルの変動要素であるホワイトバラ
ンス回路の可変利得増幅回路３が入るので、ホワイトバ
ランス調整によるゲイン変化に対しても黒レベルの変動
が抑えられ、クリーニングされたブランキングレベルに
対し黒レベルをほぼ一致させることができ、映像信号の
黒を安定に保つことができる。したがって、画質劣化を
防ぐことができる。また、可変利得増幅回路３の入力は
ブランキングクリーニング回路２の出力となっているの
で、その入力のDCレベルが安定し可変利得増幅回路３の
動作点を安定させることができ、誤動作を防止すること
ができる。第５図の従来例の具体的な構成と第２図の実
施例とを比較して増加する回路は、一つのアナログスイ
ッチ回路とホールド用の一つのコンデンサと必要最小限
の回路であり、本実施例は大幅に回路が増えることなく
実現できる。

本実施例のクランプ回路の後段では、γ補正やシステ
ムブランキング，ホワイトクリップ等の信号処理回路が
続き、例えばホワイトクリップのようにブランキングレ
ベルを基準に上限のレベルがクリップされるなどブラン
キングレベルが基準とされるため、上記実施例のように
ブランキングレベルに対し黒レベルが安定すれば種々の
調整や補正にかかわらず映像信号の黒バランスを安定に
保つことができる。なお、本考案はその主旨に沿って種
々に応用され、種々の実施態様を取り得るものである。

［考案の効果］ 以上の説明で明らかなように、本考案の映像信号のク
ランプ回路によれば、クランプのための保持回路を増や
すなど大幅に回路を増やすことなく最低限の回路追加
で、変動要素の変化によらず映像信号のブランキングレ
ベルに対しその映像信号の黒を安定に保つことができ
る。上記変動要素がホワイトバランス用の可変利得増幅
回路であれば、ホワイトバランス調整によるゲイン変化
によらず、映像信号の黒の安定度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例の具体的な構成例を示すブロック図、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は本実施例の
動作説明用の波形図、第４図は従来例を示すブロック
図、第６図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は
本実施例の動作説明用の波形図、第４図は従来例を示す
ブロック図、第５図は従来例の具体的な構成を示すブロ
ック図、第６図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は従来
例の動作説明用の波形図、第７図は上記従来例に対する
一対策例を示すブロック図、第８図は上記従来例に対す
る他の対策例を示すブロック図である。 １……入力回路、２……ブランキングクリーニング回
路、３……可変利得増幅回路、４……黒マスク検出回
路、５……ブランキング検出回路、６……保持回路。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号のブランキング期間の一部に
   光学黒マスク部に対応する第１の期間を有する映像信号
   の入力回路と、 上記入力回路から出力された映像信号のブランキング期
   間の上記第１の期間を除く期間に設定された第２の期間
   における信号を所定の基準信号と置き換えるように構成
   されたブランキングクリーニング回路と、 上記ブランキングクリーニング回路の出力側に接続さ
   れ、入力された映像信号の利得を可変する可変利得増幅
   回路と、 上記第１の期間に対応するタイミングで外部から供給さ
   れた第１のサンプリング信号に基づいて、上記可変利得
   増幅回路から出力された映像信号中の上記第１の期間の
   上記光学黒マスク部の信号レベルを保持して検出する第
   １の検出回路と、 上記第２の期間に対応するタイミングで外部から供給さ
   れた第２のサンプリング信号に基づいて、上記可変利得
   増幅回路から出力された映像信号中の上記第２の期間の
   ブランキング信号レベルを保持して検出する第２の検出
   回路と、 上記第１の検出回路からの光学黒マスク部の信号レベル
   と上記第２の検出回路からのブランキング信号レベルと
   のレベル差に基づいて得られた誤差電圧を上記入力映像
   信号に加算して帰還させる回路と、 を有することを特徴とする映像信号のクランプ回路。