JP3166916B2 - パターンプロジェクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、テレビカメラ等のように、固体撮像素子を
撮像手段として用いたものにおいて、その映像のカラー
バランスを調整するためのパターンプロジェクタに関す
るものである。

［従来の技術］ テレビカメラの撮像手段により撮影された映像の色を
忠実に再現させるために、実際の撮影に先立って撮像手
段における赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色の映像
信号レベルを調整する、所謂カラーバランスの調整を行
う必要がある。このために、オートカラーコントロール
機構（ACC）が設けられており、カラーバランスを取る
上で基準となるテストパターンを撮影し、このACCを作
動させて、これら３色の映像信号の増幅率を適宜変化さ
せることによってカラーバランスの調整が行われる。

このために、通常テレビカメラのレンズユニットには
パターンプロジェクタを内蔵させている。このパターン
プロジェクタは、光源ランプからの照明光をテストパタ
ーン板に照射して、その透過光を固体撮像素子の結像面
に結像させて、このテストパターン映像信号のR,G,Bの
各レベルをサンプリングしてACCを構成するプリアンプ
のゲインが自動的に調整される。

ここで、テストパターン板は、通常、白色，灰色及び
黒色の各領域から構成されるもので、このテストパター
ンを透過した光の光量レベルに基づいてカラーバランス
調整が行われるが、このうちの灰色領域は白地に黒色の
ドットパターンを設けることにより形成される。そし
て、この黒ドットのパターンそのものが解像されること
がないようにするために、その径を極く小さいものを多
数配置しなければならない。従って、例えば、この黒ド
ットは、その幅が５〜６μｍ程度で、ピッチ間隔は15μ
ｍ程度に形成されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したカラーバランスの調整を正確に行うために
は、灰色のパターン領域におけるパターン濃度が全体に
わたって均一となっていなければならない。ところが、
撮像手段としてのCCD等の固体撮像素子は多数の微小セ
ンサを平面的に規則正しく配列してなるものであり、こ
のセンサのサンプリング周波数、即ちセンサのピッチを
ｐとしたときに、fs＝1/pの1/2以上の成分があると、折
り返し歪を起こしてビート状のモアレ信号が発生する。
即ち、テストパターンとして微小ピッチ間隔で極小の黒
ドットを配列したものを用いると、基本となる信号にモ
アレ信号が重畳されて出力されることになり、このモア
レ信号は信号処理によって除去するのは極めて困難であ
る。このために、灰色パターン領域の忠実な信号再生が
阻害され、モアレ信号の影響によってパターン領域にお
ける濃度分布にばらつきが生じて、部分的な濃淡ができ
るようになって、R,G,Bの正確なカラーバランスを取る
のに支障を来たすことになる。

本発明は、従来の所謂チューブと呼ばれる撮像管では
存在せず、CCD等の固体撮像素子の採用によって新たに
提起されたテストパターンと固体撮像素子の撮像面の規
則模様との関係で発生するモアレ縞の発生の回避という
技術的課題に鑑みてなされたものであって、テストパタ
ーンを撮影したときに、その灰色パターンを均一な濃度
で忠実に再生することができるようにしたパターンプロ
ジェクタを提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、灰色パタ
ーンとして規則的な黒ドットにより形成したテストパタ
ーン板を固体撮像素子に撮像させることによりカラーバ
ランスの調整を行うために、光源からの光路中に、テス
トパターン板のテストパターンを構成する黒ドットのピ
ッチ間隔と固体撮像素子を構成する受光エリアと不感帯
とのピッチ間隔とに起因して発生するモアレを防止する
のに適切なカットオフ周波数を有する光学ローパスフィ
ルタを介装する構成としたことをその特徴とするもので
ある。

［作用］ このように、テストパターンを光学ローパスフィルタ
を介することにより、該光学ローパスフィルタの複屈折
作用によってパターン像を微小量シフトさせた多重像を
発生させた状態にして固体撮像素子に結像させることが
できる。従って、この光学ローパスフィルタの厚みやそ
の光軸と光の入射面に対する角度を適宜設定することに
よって、信号再生時にモアレ信号をほぼ無視し得る程度
に抑制することができ、灰色パターン像をほぼ均一な濃
度で撮影することができるようになり、カラーバランス
の調整を容易に、しかも正確に行うことができるように
なる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図にパターンプロジェクタを備えたテレビカメラ
の全体構成を示す。

図中において、10はズームレンズ、12はマスターレン
ズ、14は色分解プリズムをそれぞれ示し、被写体からの
反射光はこのズームレンズ10,マスターレンズ12及び色
分解プリズム14を介することによって、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の３原色に分解されて、これらの光は
CCD等からなる固体撮像素子16R,16G,16Bの結像面に結像
されるようになっている。そして、これら各固体撮像素
子16R,16G,16Bで光電変換された得られた各色の映像信
号r,g,bはプリアンプ18R,18G,18Bにおいてそれぞれ増幅
された後に、プロセス回路20R,20G,20Bにおいて信号処
理されて、これら各プロセス回路20R,20G,20Bからの出
力信号R,G,Bはカラーエンコーダ22によって重ね合せてN
TSC等のカラー映像信号が形成される。なお、固体撮像
素子は前述した３板方式のものに限らず、２板，単板等
種々の枚数のものを用いることができる。

ここで、このテレビカメラには、パターンプロジェク
タ30が付設されている。該パターンプロジェクタ30は、
内部に集光レンズ32aを有する光源32と、この光源32か
らの光路に、光源32側から、一面にテストパターン34を
形成した光学ローパスフィルタ36,反射ミラー38,集光レ
ンズ40,絞り42,レンズ44及び反射ミラー46を設けること
により構成される。反射ミラー46はカラーバランス調整
時にのみ光路に臨ませて、色分解プリズム14を介して固
体撮像素子16R,16G,16Bの結像面に結像させることがで
きるようになっており、撮影時には、該反射ミラー46は
レンズ10,12からの光路から退避させるようになってい
る。

ここで、光学ローパスフィルタ36は、例えば水晶複屈
折板等で形成され、テストパターン34はこの光学ローパ
スフィルタ36における光源32側の面に蒸着等の手段で形
成されている。

テストパターン34は、第２図に示したように、黒色パ
ターン領域34bk,灰色パターン領域34gy,白色パターン領
域34whからなる。このテストパターン34を透過して色分
解プリズム14を介して固体撮像素子16R,16G,16Bの結像
面に結像させ、このときの受光量のレベルに基づいてカ
ラーバランスの調整が行われるが、このうち、灰色パタ
ーン領域34gyは、第３図に示したように、白地に黒ドッ
ト50を所定のピッチ間隔をもって配列したドットパター
ンにより形成されている。ここで、この黒ドット50は極
めて小さい点状のもので、このドットの大きさは５〜６
μｍで、15μｍ程度のピッチ間隔で形成されている。ま
た、このテストパターン34からのパターン情報を読み取
る固体撮像素子は、第４図に示したように、所定のピッ
チ間隔で受光エリアＰと、不感帯Ｎとが交互に設けられ
ている。

従って、この固体撮像素子で灰色パターンの映像をそ
のまま受光させると、該固体撮像素子から出力される再
生信号は、本来の再現されるべき基本信号に加えてモア
レ信号が重畳されて、その再生信号におけるパターン濃
度は均一とはならず、モアレ縞が発生して、カラーバラ
ンス調整を正確に行うことができないことになる。

そこで、本発明においては、テストパターン34の像を
直接固体撮像素子16R,16G,16Bに受光させるのではな
く、テストパターン34からのパターン像を、光学ローパ
スフィルタ36を介することによって、常光線に異常光線
を重畳した多重像として固体撮像素子16R,16G,16Bに受
光させる。これにより、灰色パターン領域34gyの映像は
モアレを生じることなく、全体にわたって均一な灰色の
パターン映像が得られる。従って、この固体撮像素子16
R,16G,16Bのそれぞれにより得られた映像に基づいてプ
リアンプ18R,18G,18Bのゲインを適宜調整することによ
り、R,G,Bの各色の映像のカラーバランスを調整するこ
とができる。

ここで、通常撮影を行うときにおける映像のモアレ防
止用の光学ローパスフィルタが設けられるが、このカメ
ラ側のローパスフィルタのカットオフ周波数は例えば15
MHz程度の高周波であり、カラーバランス調整時におけ
るモアレを防止するためには、これにより低いカットオ
フ値のローパスフィルタを用いる必要がある。従って、
前述した光学ローパスフィルタ36は、約9MHzというよう
に、カメラ側のカットオフ周波数より低い周波数をカッ
トオフ値とする特性を有するものを使用する。これによ
って、黒ドット50と固体撮像素子の受光エリアＰとの関
係で生じるモアレを最小限に抑制することができる。

而して、テストパターン34を形成した光学ローパスフ
ィルタ36を用い、これを光源32と反射ミラー38との間に
介装する構成としているので、従来技術においては、こ
の位置にガラス板にテストパターンを形成したテストパ
ターン板を介装するようにしていたことから、従来用い
られているパターンプロジェクタにも、このテストパタ
ーン板に代えて装着することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、規則的な黒ドットで
灰色パターンを形成したテストパターン板を用いて固体
撮像素子のカラーバランスを調整するに当って、カラー
バランス調整用の光源からの光路中に光学ローパスフィ
ルタを介装し、この光学ローパスフィルタの特性として
は、テストパターン板のテストパターンを構成する黒ド
ットのピッチ間隔と固体撮像素子を構成する受光エリア
と不感帯とのピッチ間隔とに起因して発生するモアレを
防止するのに適切なカットオフ周波数を有するものとし
たので、信号再生時に生じるモアレ信号を光学ローパス
フィルタの作用で実質的に無視し得る程度に抑制し、灰
色パターン像をほぼ均一な濃度で撮影することができ
て、カラーバランスの調整を極めて容易に、しかも正確
に行うことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
パターンプロジェクタを内蔵したテレビカメラの構成説
明図、第２図はテストパターンの構成説明図、第３図は
灰色パターン領域の拡大図、第４図は固体撮像素子の構
成説明図である。 16R,16G,16B:固体撮像素子、18R,18G,18B:プリアンプ、
20R,20G,20B:プロセス回路、30:パターンプロジェク
タ、32:光源、34:テストパターン、36:光学ローパスフ
ィルタ、50:黒ドット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−32224（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158284（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】規則的な黒ドットからなる灰色パターンを
   有するテストパターン板に光源からの照明光を照射し、
   その透過光をテレビカメラの撮像手段としての固体撮像
   素子の撮像面に結像させて、カラーバランスの調整を行
   うものにおいて、前記光源からの光路中に、前記テスト
   パターン板のテストパターンを構成する前記黒ドットの
   ピッチ間隔と前記固体撮像素子を構成する受光エリアと
   不感帯とのピッチ間隔とに起因して発生するモアレを防
   止するのに適切なカットオフ周波数を有する光学ローパ
   スフィルタを介装する構成としたことを特徴とするパタ
   ーンプロジェクタ。