JP2578591B2

JP2578591B2 - 自動利得制御回路

Info

Publication number: JP2578591B2
Application number: JP61265815A
Authority: JP
Inventors: 裕之井手
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPS63119388A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、ビデオカメラや電子スチルカメラ等の電子
機器に用いられる増幅器の自動利得制御回路（AGC回
路）に関する。

（ロ）従来の技術ビデオカメラでは、被写体照度にかかわらず映像出力
信号を一定レベルに固定する為にオートゲインコントロ
ール回路（以下AGC回路と記す）が用いられる。このAGC
回路については、入力信号レベルに応じて利得を変え出
力信号を一定に保つ方式が使用されている。このAGC回
路の一例として特開昭61−96876号公報（H04N5/14）が
挙げられる。

前記従来技術におけるAGC回路は、被写体照度が高く
入力信号レベルが所定のレベルを越えた時に、増幅利得
を固定することを特徴としている。これによって入力信
号レベルが大きい場合には、出力信号レベルを一定にす
るために利得が下がり低輝度部の沈み込みが起こり、階
調特性の不自然さ及び色再現性の劣化が目立つという問
題点が解消される。

また前記従来技術のAGC回路を応用し、第２図及び第
３図に示す被写体照度が小さくなり、入力信号レベルが
所定レベル以下になると増幅利得を最大利得に固定し、
被写体照度が大きくなり、入力信号レベルが所定レベル
以上になると利得を最低利得に固定する技術も一般に賞
用されている。ここでは第２図はAGC入力信号レベルとA
GC出力信号レベルの関係を示し、第３図はAGC入力信号
レベルとAGC回路利得の関係を示す。入力信号レベルが
レベル（Ａ）以上であれば、利得は最小利得（Ｈ）を維
持し、出力信号レベルは入力信号レベルに比例する。入
力信号レベルがレベル（Ｂ）以下であれば、利得は最大
利得（Ｆ）を維持し、出力信号レベルは入力信号レベル
に比例する。また入力信号レベルがレベル（Ａ）〜レベ
ル（Ｂ）の範囲では、出力信号レベルは常にレベル
（Ｉ）に固定され、利得は曲線（Ｘ）の如くなる。従っ
て被写体照度が低い場合には、可能な限り画面が明るく
なり、高い場所には階調特性の不自然さ及び色再現性の
劣化が目立つのを防ぐことが可能となる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点第２図及び第３図に示した従来技術におけるAGC回路
において、極端に低照度により画面が暗く被写体が画面
上で鮮明でない領域（例えば出力信号レベルがレベル
（Ｉ）の半分以下の領域）でS/Nの低下に優先させて感
度アツプを図る、即ちノイズが多少増えても辛うじて被
写体が確認できるまで感度を上げる場合には、例えば出
力信号レベルがレベル（Ｉ）の半分に下がる時の入力信
号レベルをレベル（Ｃ）→レベル（Ｄ）に設定し、入力
→出力信号レベル及び入力信号レベル→利得の関係を、
第２図及び第３図の点線の如く変更しなければならな
い。即ち最大利得を利得（Ｆ）→（Ｇ）に変更し、この
利得（Ｇ）に固定するための入力信号レベルの閾値をレ
ベル（Ｅ）に設定する必要がある。この場合、入力信号
レベルがレベル（Ｂ）〜（Ｃ）の如く、出力信号レベル
がレベル（Ｉ）の半分以上はあり、被写体の確認は可能
な領域まで利得が増加してしまい、これに比例してノイ
ズ成分も過度に増幅され、S/Nが悪くなり画像が見苦し
くなるという欠点が生じる。

（ニ）門題点を解決するための手段本発明は、入力信号レベルが第１のレベル範囲内にあ
る時に増幅利得を制御して出力信号レベルを第１出力レ
ベルに固定する第１可変利得増幅手段と、この第１可変
利得増幅手段出力が第１のレベル範囲より低レベルの第
２のレベル範囲内にある時に、第１出力レベルよりも低
い第２出力レベルに出力信号レベルを固定するべく、第
１可変利得増幅手段に直列的に接続された第２可変利得
増幅手段とから成ることを特徴とする。

（ホ）作用本発明は上述の如く構成したので、被写体照度が極端
に低い場合に、両可変利得増幅手段が作動し出力信号レ
ベルの固定領域が２段階となる。

（ヘ）実施例以下、図面に従い本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本実施例の回路ブロツク図、第４図はAGC入
力映像信号レベル−出力映像信号レベル特性図、第５図
はAGC入力映像信号レベル−AGC回路利得特性図である。

CCDから得られた撮像映像信号はAGCの入力映像信号と
して入力端子（IN）に供給され、第１可変利得増幅回路
（１）及び第２可変利得増幅回路（２）にて増幅された
後、出力端子（OUT）に出力され、後段の色信号分離回
路等の映像信号処理系に供給される。

第１可変利得増幅回路（１）出力の一部は利得制御信
号発生回路（３）に供給される。この利得制御信号発生
回路（３）は、第１可変利得増幅回路（１）出力が常に
第４図のレベル（Ｉ）に固定される様に増幅利得を指定
する利得制御信号（GC1）を発し、利得制限回路（４）
に供給される。利得制御回路（４）は利得制御信号（GC
1）によって指定さた利得が（Ｆ）以上の場合には、こ
の（Ｆ）を最大利得として固定し、また（Ｈ）以下の場
合には、この（Ｈ）を最小利得として固定し、更に利得
が（Ｆ）〜（Ｈ）の間では解除状態となって、利得制御
信号（GC1）にて指定された利得のままで、第１可変利
得増幅回路（１）に増幅を為さしめる様に機能する。

同様に第２可変利得増幅回路（２）出力の一部は、後
述のスイツチ回路（５）を経て利得制御信号発生回路
（６）に供給される。この利得制御信号発生回路（６）
は、第２可変利得増幅回路（２）出力が常に第４図のレ
ベル（Ｊ）に固定される様に、増幅利得を指定する利得制御信号
（GC2）を発し利得制限回路（７）に供給する。利得制
限回路（７）は利得制御信号（GC2）によって指定され
た利得が（Ｋ）以上の場合には、この（Ｋ）を最大利得
として固定し、（Ｋ）以下では解除状態となって利得制
御信号（GC2）にて指定された利得のままで、第２可変
利得増幅回路（２）に増幅を為さしめる様に機能する。

（８）は第１可変利得増幅回路（１）の出力レベルと
レベル（Ｉ）の1/2とを比較するレベル比較回路であ
り、出力レベルがＪ以下の時にスイツチ回路（５）を閉
路する。尚、スイツチ開路（５）が回路されている場
合、利得制御信号（GC2）は発せられず、第２可変利得
増幅回路（２）は第１可変利得増幅回路（１）出力を何
ら増幅することなく、そのまま出力する。

（10）はカメラのアパーチヤひずみを補正するための
アパーチヤ補正回路であり、アパーチヤ制御回路（９）
により、通常はその補正量が一定値に保持されている。
アパーチヤ制御回路（９）は利得制御回路（７）出力に
よっても以下の様に制御される。スイツチ回路（５）が
開路され利得制御信号発生回路（６）より利得制御信号
（GC2）が発せられない場合には、利得制限回路（７）
からも何ら出力が発せられず、アパーチヤ制御回路は前
述の如くアパーチヤ補正回路（10）の補正量を一定値
（ｍ）に保持すべく機能する。スイツチ回路（５）が閉
路され、利得制御信号（GC2）が発せられる場合には、
これにより指定される利得に反比例する、即ち利得が大
きくなるように指定されると補正量が低下するようにア
パーチヤ補正回路（10）を制御する。尚、利得制御信号
（GC2）にて指定される利得が（Ｋ）以上であれば、最
大利得（Ｋ）に規定されるため、この間の補正量は一定
値（ｎ）（ｍ＞ｎ）に固定される。

次に入力映像信号レベルの各領域における出力映像信
号レベル及びAGC回路利得について説明する。

入力映像信号レベルがレベル（Ａ）以上であれば、利
得制限回路（４）にて最小利得（Ｈ）に固定され、また
第１可変利得増幅回路（１）出力は第４図の直線（L1）
の如く変化し、またそのレベルは常に（Ｊ）以上である
ため、レベル比較回路（８）出力によりスイツチ回路
（５）は開路され、第２可変利得増幅回路（２）は増幅
を為さず、出力端子（OUT）には第１可変利得増幅回路
（１）出力がそのまま出力される。従って、被写体照度
が高い場合には出力レベルは高レベルを維持する。

入力映像信号レベルがレベル（Ａ）〜（Ｂ）であれ
ば、利得制御信号（GC1）により第１可変利得増幅回路
（１）出力は常にレベル（Ｉ）を維持する。この時にも
スイツチ回路（５）は開路されている。従って、この領
域では第１可変利得増幅回路（１）の正常なAGC動作が
為される。

入力映像信号レベルがレベル（Ｂ）〜（Ｃ）であれ
ば、利得制限回路（４）にて最大利得（Ｆ）に第１可変
利得増幅回路（１）が固定され、その出力は第４図の直
線（L2）の如く変化する。この時にもスイツチ回路
（５）は開路される。従って従来技術で問題になったレ
ベル（Ｊ）よりも高い入力映像信号を、第１可変利得増
幅回路（１）の最大利得（Ｆ）よりも大きな利得で増幅
することは避けられる。

入力映像信号レベルがレベル（Ｃ）〜（Ｄ）であれ
ば、第１可変利得増幅回路（１）の利得は最大利得
（Ｆ）に固定され、その出力は第４図の点線（L3）で示
す如く変化するが、この領域では常にレベル（Ｊ）以下
であるため、スイツチ回路（５）は閉路され、利得制御
信号（GC2）により第２可変利得増幅回路（２）出力は
レベル（Ｊ）に固定される。

入力映像信号レベルがレベル（Ｄ）以下であれば、第
１可変利得増幅回路（１）の利得は最大利得（Ｋ）に固
定され、その出力は第４図の点線（L3）で示す如く変化
するが、この領域でも常にレベル（Ｊ）以下であるた
め、スイツチ回路（５）は閉路され、利得制御回路
（７）により第２可変利得増幅回路（２）は最大利得
（Ｋ）に固定されているため、その出力は第４図の直線
（L4）の如く変化する。従って、入力映像信号レベルが
レベル（Ｊ）以下と極端に被写体照度が低下している場
合には、S/Nを犠牲にしてでも画面にて被写体が確認で
きるまで感度アツプすることが可能となる。

上記の如く、入力映像信号レベルがレベル（Ｃ）以下
の領域では、スイツチ回路（５）は閉路されるため、利
得制御信号（GC2）がアパーチヤ制御回路（９）に供給
され、第２可変利得増幅回路（２）の利得が大きくなる
につれてアパーチヤひずみの補正量が小さくなる、即ち
アパーチヤ補正を弱めることになり、S/Nを向上させる
様に働く。尚、レベル（Ｃ）以上の領域では、アバーチ
ヤ補正量を一定に維持されている。

本実施例回路では可変利得増幅回路を２段直列接続し
たが、Ｎ段を直列接続してAGC回路の動作範囲をＮ段に
しても、同等の効果を得ることはいうまでもない。

（ト）発明の効果上述の如く本発明によれば、AGC回路の動作範囲を二
段階にすることで、画面の輝度で見にくくない程度では
S/Nを優先し、逆に見にくいほどに画面が暗くなると利
得を上げ画面を明るくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図及び第５図は本発明の一実施例に係り、
第１図は回路ブロツク図、第４図は入力−出力特性図、
第５図は入力−利得特性図である。第２図は従来例の入
力−出力特性図、第３図は従来例の入力−利得特性図で
ある。（１）……第１可変利得増幅回路、（２）……第２可変
利得増幅回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号レベルが第１のレベル範囲内にあ
る時に、増幅利得を制御して出力信号レベルを第１出力
レベルに固定する第１可変利得増幅手段と、前記第１可
変利得増幅手段出力が、前記第１のレベル範囲より低レ
ベルの第２のレベル範囲内にある時に、前記第１出力レ
ベルよりも低い第２出力レベルに出力信号レベルを固定
するべく、前記第１可変利得増幅手段に直列的に接続さ
れた第２可変利得増幅手段とから成る自動利得制御回路。