JP3825850B2

JP3825850B2 - 撮像装置

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Publication number: JP3825850B2
Application number: JP33539896A
Authority: JP
Inventors: 裕司津田; 敏雄鍛冶
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2016-12-16
Also published as: JPH10174002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラ等により検出した画像信号を記録するカメラ一体型ＶＴＲ等の撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
［第１の従来例］
図１２及び図１４は従来の撮像装置の構成をブロック図に示したものである。図１２及び図１４の回路構成において、１は画像を光電変換して撮像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子、２は前記撮像素子１の蓄積電荷のノイズを低減する２重相関サンプリング回路（Ｓ／Ｈ回路）と撮像信号のゲインを調節するＡＧＣ回路を含んだ回路（以下ＡＧＣ回路という）、４は後記クランプ回路３から出力された映像信号を８ビット又は１０ビット等のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５は前記Ａ／Ｄ変換器４から出力されたデジタル映像信号にデジタル信号処理を施す信号処理回路、９は前記クランプ回路３に入力された信号をクランプするためのＤＣ電圧を生成するＤＣ電圧生成回路、１８は前記Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル変換された映像信号のＯＢ（オプティカルブラック）レベルと予め定められた黒レベル１９とを比較して両者が一致するようなオフセット量を演算し、その演算結果を映像信号のＯＢレベルに対して加算又は減算の補正を行うＯＢレベル補正回路、図１４はＯＢレベル補正回路１８の詳細図で、１０は映像信号における前記撮像素子１のオプティカルブラック（ＯＢ）部分に相応するＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を１水平ライン、又は予め設定された間隔毎に積分するためのＯＢ積分値検出回路、１１は前記ＯＢ積分値検出回路で検出したＯＢ積分値と予め定められた黒レベルとを比較し、このＯＢ積分値と予め定められた黒レベルが一致するような補正データを演算する補正データ演算回路、１２は前記ＯＢレベル補正回路８に入力された映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ演算回路１１で演算した補正データを加算又は減算を行うための加減算回路である。以上のような構成になっている。
【０００３】
次に具体的な動作について説明する。図１２の回路構成において、前記撮像素子１により出力された映像信号は、Ｓ／Ｈ回路及びＡＧＣ回路２に入力され、ここで予め定められたゲインを持たせる。前記ＡＧＣ回路２から出力された映像信号はコンデンサＣを通すことによって直流カットで交流的に結合し、前記クランプ回路３に入力される。前記クランプ回路３に入力された映像信号は前記クランプ回路３において前記クランプパルス発生回路６より出力されたクランプパルスで前記ＤＣ電圧生成回路９により生成された固定電圧でクランプされる。クランプされた映像信号は前記Ａ／Ｄ変換器４に入力され、デジタル信号に変換された後、前記ＯＢレベル補正回路１８に入力される。
【０００４】
上記クランプ回路の１例を図１３に示して説明する。図１３において、１はＣＣＤ，２はＳ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路，４はＡ／Ｄ変換回路であり、トランジスタＱ１のベースにクランプパルス生成回路６からクランプパルスを供給され、クランスパルスがハイの期間中、トランジスタＱ１がＯＮし、ＤＣ電圧生成回路９で生成された電圧Ｖｅが信号ラインａに加えられる。クランスパルスがローの期間中はトランジスタＱ１はＯＦＦし、ａ点の電圧は電圧Ｖｅに保たれる。この場合、トランジスタＱ１のベース、コレクタ間には寄生容量Ｃｏｂがあり、またクランプパルス生成回路６で発生したクランプパルスは、このクランプ回路その他を搭載している基板のパターン等により信号ラインとトランジスタＱ１のベースラインとの間にある浮遊容量Ｃｆのため、クランプパルスのエッジ期間に微分波形となって、信号ラインに漏れ込んでしまう。この波形を表したものが図３（ｂ）に示すＯＢ部波形である。
【０００５】
この後前記ＯＢレベル検出回路１８での処理について図１４のブロック図を用いて説明する。
【０００６】
前記ＯＢレベル補正回路１８に入力されたデジタル映像信号のうち、一方は前記加減算回路１２に入力され、又、もう一方は前記ＯＢ積分値検出回路１０に入力される。前記ＯＢ積分値検出回路１０では映像信号における前記撮像素子１のオプティカルブラック部分に相応するＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を１水平ライン、又は予め機構的にブラック成分検出素子として設定された間隔毎に積分し、ＯＢ積分値を検出する。前記ＯＢ積分値検出回路１０により検出されたＯＢ積分値は、前記補正データ演算回路１１により予め定められた黒レベル１９と比較され、このＯＢ積分値が予め定められた黒レベル１９と一致するような補正データが演算される。前記加減算回路１２において、前記ＯＢレベル補正回路１８に入力された映像信号のＯＢレベルに前記補正データ演算回路１１で演算した補正データを加算又は減算され、前記ＯＢレベル補正回路から出力される。結果的に、前記信号処理回路５に入力される映像信号のＯＢレベルは一定に保たれる。
【０００７】
［第２の従来例］
つぎに、第２の従来例として、３板方式の撮像装置について説明する。図１６の回路構成において、２６は入射光量を調節する絞り（以下、アイリスと称する）、１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは画像を光電変換してＲＧＢ信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子、２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは蓄積電荷のノイズを低減する２重相関サンプリング回路（ＣＤＳ回路）と撮像信号のゲインを調節するＡＧＣ回路を含んだ回路、３Ｒ，３Ｇ，３Ｂはクランプ回路、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは映像信号を８〜１０ビット等のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、６はデジタル映像信号に所定のデジタル信号処理を施す信号処理回路、７Ｒ，７Ｇ，ＲＢは信号処理回路６の中のブロック中のＬＰＦ、２３はＲＧＢ信号から所定の加算比で輝度信号を得るための加算回路、８は高域の補正信号を付加するＡＰＣ回路、２０はＯＢレベル補正回路、２１はγ変換回路、２２は後段の映像信号処理回路、２４はアイリスの制御をするアイリス制御回路、２５はアイリス駆動回路である。また図１７はＯＢレベル補正回路２０の詳細図で、１０はＯＢ積分値検出回路、１１は補正データ演算回路、１２は加減算回路であり、以上のような構成になっている。
【０００８】
次に、具体的な動作について説明する。図１６の回路構成において、アイリス２６で光量を制限された入射光は撮像素子ＣＣＤ１Ｒ、ＣＣＤ１Ｇ、ＣＣＤ１Ｂ上で結像されると同時に光電変換され、複数の映像信号（例えばＲＧＢ信号）として取り出される。前記ＲＧＢ信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂにおいてクロック成分が取り除かれ、かつＡＧＣにより所定のゲイン調整を受けた後、クランプ回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂに導かれる。前記クランプ回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂにおいて、入力された映像信号は後段のＡ／Ｄ変換器４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入力レンジに合わせ所定のＤＣ電圧にクランプされる。クランプされたＲＧＢ信号は前記Ａ／Ｄ変換器４Ｒ，４Ｇ，４Ｂでデジタル信号に変換された後、デジタル信号処理回路６に入力される。前記デジタルＲＧＢ信号はＬＰＦ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂで信号処理に必要な帯域に制限され、２３の加算回路で所定の加算比によって加算され、ＡＰＣ回路８において高域強調信号が付加され、ＯＢレベル補正回路２０に入力される。前記ＯＢレベル補正回路２０では加算後の映像信号の黒部分に相当するＯＢレベルが補正されるが、この補正動作については図１７にて詳しく説明する。図１７において、入力されたデジタル映像信号の一方は加減算回路１２に入力され、又もう一方はＯＢ積分値検出回路１０に入力される。前記ＯＢ積分値検出回路１０では映像信号のオプティカルブラック部期間に相応するＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分しその積分値を検出する。前記ＯＢ積分値検出回路１０により検出されたＯＢ積分値は補正データ演算回路１１により定められた黒レベル１９と比較され、このＯＢ積分値が定められた黒レベル１９と一致するような補正データが演算される。前記加減算回路１２において、入力された映像信号のＯＢレベルに前記補正データ演算回路１１で演算した補正データを加算又は減算され出力され、映像信号のＯＢレベルは一定に保たれる。ＯＢレベル補正回路２０より出力された映像信号は、一方はアイリス制御回路２４へ導かれる。もう一方はγ補正回路２１でγ補正がなされた後、後段の映像信号処理回路２２に導びかれ、所定の信号処理が施され、映像信号として出力される。また、アイリス制御回路２４へ入力されたもう一方の信号は、前記アイリス制御回路２４において入力信号レベルに応じて絞りの開度を決めるための制御信号を発生し、アイリス駆動回路２５に前記制御信号を送る。アイリス駆動回路２５では制御信号に基づいて、アイリス２６の絞りを調整する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した第１の従来例で示した撮像装置では、クランプパルスによりクランプされたＯＢ部分には、パルスクランプによるキズが存在し、上記ＯＢ期間の積分にこのキズが影響し、検出積分値が正確な値とならないことがあり、その結果得られる信号の黒レベルが浮いたり沈んだりして、映像の品位が損なわれることがあった。
【００１０】
また、第１の従来例で説明した撮像装置では、温度などによりＹ信号のＤＣ電圧が変動した場合に前記補正データ演算回路１１による演算結果が図１５の表中で示すように、ある補正量ＫとＫ＋１という値を周期的に繰り返すような補正量が生成される場合、補正量の最小変化量あたりのＯＢレベルの変化量が大きいため、映像信号のＯＢレベルが周期的に変動し、安定した映像信号を得ることができないという問題点があった。
【００１１】
さらに、前記した第２の従来例で示した撮像装置では、アイリス制御回路１２に入力される映像信号は、ＲＧＢ加算後の映像信号となり、図１８のように例えば暗電流、各チャンネル間のＡＧＣゲインの変化のバラつき、クランプＤＣ電圧の変動などの理由により、ＲＧＢ信号のそれぞれのＯＢレベルがバラついて変化すると（ｏｂの変化分）、各チャンネルの変動分Δｏｂのため、適切なＯＢレベル補正データが得られず、アイリス制御回路１２に不適切な補正制御データが送られ、その結果アイリスが誤作動してしまい適切な光量がＣＣＤに入射しないという欠点があった。
【００１２】
本発明は、上記第１の従来例における欠点を解消するため、得られる信号の黒レベルが浮いたり沈んだりする現象をなくし、映像画像の品位を高めることを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、上記第１の従来例に対して、特に補正量の最小変化量の変化が周期的に頻繁に起こった場合に、前記した問題点が生じない撮像装置を得ることを目的とする。
【００１４】
さらに、本発明は、上記第２の従来例に対して、各チャンネルのＯＢレベルの変動に関わらず、前記した問題点が生じない撮像装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
［第１解決手段］
前記課題を解決するために、ＣＣＤのオプティカルブラック部分に相応する信号を固定のＤＣ電圧にクランプするためのクランプ手段と、その固定のＤＣ電圧を生成するための固定ＤＣ電圧生成手段と、その信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分しその値を検出するためのＯＢ積分値検出手段と、前記ＯＢ積分をある一定の期間非有効とするＯＢ積分制御手段と、前記ＯＢ積分値検出手段によって検出されたＯＢ積分値と予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するような補正量を演算するための補正データ演算手段と、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ演算手段によって得られた補正データを加算又は減算するための加減算手段とを備えることにより前記課題を解決する。
【００１６】
（作用）
クランプパルスによるキズが発生しても、キズの部分の積分値を無視するため、ＯＢ積分検出値にはキズの影響がなくなり、正確な黒レベル検出が行われることにより前記課題を解決する。
【００１７】
［第２解決手段］
また、前記課題を解決するために、ＣＣＤのオプティカルブラック部分に相応するＹ信号を固定のＤＣ電圧にクランプするためのクランプ手段と、その固定のＤＣ電圧を生成するための固定ＤＣ電圧生成手段と、そのＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分しその値を検出するためのＯＢ積分値検出手段と、前記ＯＢ積分値検出手段によって検出されたＯＢ積分値と予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するような補正量を演算するための補正量演算手段と、前記補正量演算手段によって演算された補正量にフィルタリングを行い補正データを決定するための補正データ決定手段と、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ決定手段によって決定された補正データを加算又は減算するための加減算手段とを備えることにより前記課題を解決する。
【００１８】
（作用）
Ｙ信号のＤＣ電圧が変動した場合に、そのＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分しＯＢ積分値を検出し、その値と予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するような補正量を演算し、その補正量にフィルタリングを行い補正データを決定し、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ決定手段によって決定された補正データを加算又は減算することによって前記課題を解決する。
【００１９】
［第３課題解決手段］
前記課題を解決するために、絞り、および前記絞りを駆動するアイリス駆動手段と、前記絞りの開閉を制御するアイリス制御手段と、複数の撮像素子、及び複数の撮像素子の出力信号をクランプする複数のクランプ手段と、前記クランプ手段によりクランプされた映像信号をデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換された複数の映像信号のそれぞれの黒に相当する部分のレベルを積分し、その値を検出する複数の検出手段と、前記検出手段によって検出された積分値と予め定められたレベルとを比較し、補正量を演算する複数の補正データ演算手段と、複数のそれぞれの映像信号に対して前記複数の補正データ演算手段によって得られた複数の補正データを加算又は減算するための複数の加減算手段とを備えた撮像装置において、前記アイリス制御手段に入力される信号は前記複数の映像信号にそれぞれ対応した、複数の補正データのある一定の比によって得られる信号に基づいた補正信号であることにより、前記課題を解決する。
【００２０】
［作用］
もし各映像信号のＯＢレベルが変動し、それに応じて各ＯＢレベル補正手段が動作した場合でも、アイリス制御手段に導く信号は各補正レベルの比によって得られる信号とし、アイリスの制御がＯＢレベルの変動の影響を受けにくくする事により前記課題を解決する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の実施形態を図１と図２のブロック図を用いて以下に説明する。図１のＣＣＤ１，Ｓ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路２，クランプ回路３，Ａ／Ｄ変換回路４，信号処理回路５及びＤＣ電圧生成回路９は従来例で説明した図１２と同じ構成になっている。クランプパルス発生回路６の出力は、クランプ回路３及びＯＢ積分制御回路７に接続されている。ＯＢ積分制御回路７の制御出力はＯＢレベル補正回路８に接続されている。ＯＢレベル補正回路８の詳細構成は図２のようになっている。
【００２２】
次に具体的な動作について説明する。従来例と同じところは省き、本実施形態に特有の部分について説明する。ＣＣＤ１から検出された画像信号はＳ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路２でサンプリングホールドされ所定レベルに増幅され、カップリングコンデンサＣで直流成分をカットされる。次に、クランプ回路３においては、従来例と同じくＤＣ電圧生成回路９によって発生された電圧で、クランプパルス生成回路６で発生されたクランプパルスのタイミングでクランプされる。クランプパルスはもう一方でＯＢ積分制御回路７に入力される。ＯＢ積分制御回路７では、クランプパルスの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、その前後の期間で図３のような制御信号（ｃ）を発生し、ＯＢレベル補正回路８に送る。ＯＢレベル補正回路８ではＯＢ積分制御回路７の出力を受けて、その制御信号（ｃ）を発生している期間のＯＢレベル積分を停止する。
【００２３】
図２は本実施形態のＯＢレベル補正回路８の詳細図である。ＯＢ積分値検出回路１０，補正データ演算回路１１，加減算回路１２は従来例と同じ動作をするので説明は省く。１３はゲート回路でＯＢ積分値検出回路１０の出力から補正データ演算回路１１の間に設けられ、ゲート信号入力端子に入力される信号によってゲート動作が行われる。前記ゲート信号入力端子はＯＢ積分制御回路７の出力に接続され、前記ＯＢ積分制御回路７で発生された制御信号によってＯＢ積分検出回路１０の出力がゲートされる。
【００２４】
図４（Ａ），（Ｂ）にＯＢ積分制御回路７とそのフローチャートの一例を示す。図４において、クランプパルス生成回路６からクランプパルス（ｂ）を入力されると、モノマルチバイブレータ３１とインバータ３０に供給され、インバータ３０の出力（ｃ）はモノマルチバイブレータ３２に入力される。各モノマルチバイブレータ３１，３２はそれぞれｔh期間ハイレベルとなり（ｄ），（ｅ）、ＯＲ回路２３で加算され、図２の制御信号（ｆ）として出力される。
【００２５】
本実施形態により、クランプ回路３でクランプパルス生成回路６の立ち上げや立ち下がり時に発生するインパルスを除去するので、たとえクランプパルスによるキズがＯＢ部分に載ったとしても、そのキズの前後の部分においてＯＢ積分の動作を行わないので、得られるデータにはキズの影響が入らず、従って正しい黒レベルの積分データが得られ、正確な黒レベル補正が行われる。
【００２６】
［第２実施形態］
本発明の第２の実施形態を図５と図６のブロック図と図７のフローチャートを用いて以下に説明する。
【００２７】
図５のＣＣＤ１，Ｓ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路２，クランプ回路３，クランプパルス発生回路６，ＤＣ電圧生成回路９，Ａ／Ｄ変換回路４及び信号処理回路５は従来例で説明した図１２と同じ構成になっている。
【００２８】
図６のＯＢ積分値検出回路、補正データ演算回路１１、加減算回路１２は図２で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００２９】
図５に示す符号１３は前記Ａ／Ｄ変換器４によりデジタル変換された映像信号のＯＢレベルと予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するようなオフセット量を演算し、その演算結果にフィルタリングを行い補正データを決定し、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データを加算又は減算の補正を行うための新ＯＢレベル補正回路である。図２に示す符号１４は前記補正データ演算回路１１によって演算された補正量にフィルタリングを行い、補正データを決定するための補正データ決定回路である。
【００３０】
次に具体的な動作について説明する。図５の回路構成において、前記撮像素子のＣＣＤ１により出力された映像信号は、前記Ｓ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路２に入力され、ここで映像信号の画素素子毎の検出信号を連続的な映像信号に変換して予め定められたゲインを持たせる。前記Ｓ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路２から出力された映像信号はコンデンサを通すことによって交流的に結合し前記クランプ回路３に入力される。前記クランプ回路３に入力された映像信号は、前記クランプ回路３において前記クランプパルス発生回路６より出力されたクランプパルスで前記ＤＣ電圧生成回路９により生成された固定電圧でクランプされる。クランプされた映像信号は前記Ａ／Ｄ変換器４に入力されデジタル信号に変換された後、前記新ＯＢレベル補正回路１３に入力される。この後前記新ＯＢレベル検出回路１３での処理について図６のブロック図を用いて説明する。
【００３１】
前記新ＯＢレベル補正回路１３に入力されたデジタル映像信号のうち一方は前記加減算回路１２に入力され、又、もう一方は前記ＯＢ積分値検出回路１０に入力される。前記ＯＢ積分値検出回路１０では、映像信号における前記撮像素子のＣＣＤ１のオプティカルブラック部分に相応するＹ信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を１水平ライン、又は予めブラックレベル検出素子として設定された間隔毎に積分し、ＯＢ積分値を検出する。前記ＯＢ積分値検出回路１９により検出されたＯＢ積分値は前記補正データ演算回路１１により予め定められた黒レベルと比較され、このＯＢ積分値が予め定められた黒レベル１９と一致するような補正量が演算される。前記補正データ演算回路１１により演算された補正量は前記補正データ決定回路１４に入力され、前記補正データ決定回路１４により決定された補正データと比較し、フィルタリングを行い補正データを決定する。前記加減算回路１２において前記新ＯＢレベル補正回路１３に入力された映像信号のＯＢレベルに前記補正データ決定回路１４で決定した補正データを加算又は減算され前記新ＯＢレベル補正回路１３から出力される。
【００３２】
結果的に前記信号処理回路５に入力される映像信号のＯＢレベルは一定に保たれる。
【００３３】
次に前記補正データ決定回路１４の具体的な処理を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
まず、前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと前記加減算回路１２に入力している補正データ検出回路１４の補正データＹとが等しいかどうか判断する（Ｓ１）。等しい場合にはステップＳ６へ移行する。等しくない場合には、前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと前記加減算回路１２に入力している補正データ検出回路１４の補正データＹとの差が２以上あるかどうか判断する（Ｓ２）。差が２以上ある場合はステップＳ８にて補正データＹに１を加算して前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと補正データＹを近づける。差が２に至らなければ、前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと前記加減算回路１１に入力している補正データＹとの差が２以上あるかどうか判断する（Ｓ３）。差が２以上ある場合はステップ７にて補正データＹから１を減算して前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと補正データＹを近づける。差が２に至らなければ、前記補正データ演算回路１１により演算された補正量Ｘと前記加減算回路１１に入力している補正データＹとの差が−１又は＋１の場合であることとなる。
【００３５】
ここで、補正データ決定回路１４内のある周期でカウントするカウンターＴが補正量Ｘが安定する予め定められた所定時間Ｚよりも長いかどうか判断する（Ｓ４）。短い場合（Ｚ＞Ｔ）はステップＳ９に移行し、カウンターＴを１つ増やす。長い場合、前記補正データ演算回路１１により演算された補正データＸを前記加減算回路１２に入力している補正データＹに入力する（Ｓ５）。つぎに、カウンターＴを０にリセットする（Ｓ６）。この図７に示すフローチャートにより補正データ決定回路１４二より決定された補正データの変化を図８に示す。補正データ演算回路１１の補正量Ｘによりタイミング毎にＫとＫ＋１の値が繰り返し出力されるのに対し、補正データ決定回路１３の出力である補正データＹはいずれのタイミングでもＫの値に補正され、温度や環境変化に影響されない一定レベルが出力されるので、加減算回路１２による加減算比も一定となり、揺らぎのない高品質の映像信号がえられる。
【００３６】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態を図９のブロック図を用いて以下に説明する。第３の実施形態のうち、図１６の従来例と同様の動作をするアイリス２６、ＣＣＤ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ，ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ，クランプ回路３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，及びＡ／Ｄ変換回路４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの説明を省略し、デジタル信号処理回路６について説明する。
【００３７】
デジタル信号処理回路６に入力されたＲＧＢ信号は、ＬＰＦ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂで信号処理に必要な帯域に制限され、ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに入力される。前記ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂでは映像信号の黒部分に相当するＯＢレベルが補正され、図１０において、入力されたそれぞれのデジタル映像信号は加減算回路１２に入力され、又もう一方はＯＢ積分値検出回路１０に入力される。前記ＯＢ積分値検出回路１０では映像信号のオプティカルブラック部期間に相応する各信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分し、その積分値を検出する。前記ＯＢ積分値検出回路１０により検出されたＯＢ積分値は補正データ演算回路１４により定められた黒レベル１９と比較され、このＯＢ積分値が定められた黒レベル１９と一致するような補正データが演算される。演算の結果は前記加減算回路１２に導かれる。前記加減算回路１２において入力された各映像信号のＯＢレベルに前記各補正データ演算回路１１で演算した補正データを加算又は減算され出力され、各映像信号のＯＢレベルは一定に保たれる。ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂより出力された映像信号は、加算回路２３で所定の加算比で加算され輝度信号が得られる。その後ＡＰＣ回路１５で高域補正がされて、γ補正回路２１でγ補正がなされた後、後段の映像信号処理回路２２に導びかれ所定の信号処理が施され、映像信号として出力される。
【００３８】
また、ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのもう一方の出力は、加算回路２７で所定の加算比で加算された後、アイリス制御回路２４へ入力され、前記アイリス制御回路２４において、入力信号レベルに応じて絞りの開度を決めるための制御信号を発生する。
【００３９】
以上説明した本実施形態によれば、例えば暗電流、ＡＧＣゲインの変化、クランプＤＣ電圧の変動などの理由によりＯＢレベルが変化しても、各信号の変動分Δｏｂは信号の加算比の分だけ抑圧されることになり、アイリス駆動回路に送られる制御データは各チャンネルのＯＢレベルのばらつきの影響が少なくなる。
【００４０】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態を図１１のブロック図を用いて以下に説明する。図１１のＬＰＦ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ及びＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂまで、ＡＰＣ回路１５、γ補正回路２１，映像信号補正回路２２，アイリス制御回路２４までは従来例で説明した図１６の同番号を付したブロックと同じであり説明は省略する。
【００４１】
次に、具体的な説明についてもこれまでの実施形態についての説明で明かなため、本第４の実施形態に特有な部分について説明する。デジタル信号処理回路６に入力された映像信号は、ＬＰＦ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂで帯域制限され、ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに入力される。前記ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂでは映像信号の黒部分に相当するＯＢレベルが補正され、図１０において、入力されたそれぞれのデジタル映像信号は加減算回路１２に入力され、又もう一方はＯＢ積分値検出回路１０に入力される。前記ＯＢ積分値検出回路１０では映像信号のオプティカルブラック部期間に相応する各信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎に積分し、その積分値を検出する。前記ＯＢ積分値検出回路１０により検出されたＯＢ積分値は補正データ演算回路１１により定められた黒レベル１９と比較され、このＯＢ積分値が定められた黒レベル１９と一致するような補正データが演算される。演算の結果は前記加減算回路１２に導かれる。前記加減算回路１２において入力された各映像信号のＯＢレベルに前記各補正データ演算回路１１で演算した補正データを加算又は減算され出力され、温度、湿度等の環境変化で入力のＯＢレベルが変動しても、各映像信号のＯＢレベルは一定に保たれる。ＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂより出力された映像信号は、加算回路２３で所定の加算比で加算され輝度信号が得られる。その後ＡＰＣ回路１５で高域補正がされて、γ補正回路２１でγ補正がなされた後、後段の映像信号処理回路２２に導びかれ所定の信号処理が施され、映像信号として出力される。
【００４２】
加算回路２３のもう一方の出力は直接アイリス制御回路２４に入力される。前記アイリス制御回路２４において入力信号レベルに応じて絞りの制御信号を発生する。
【００４３】
以上説明した本実施形態によれば、例えば暗電流、ＡＧＣゲインの変化、クランプＤＣ電圧の変動などに理由によりＯＢレベルが変化しても、各信号の変動分Δｏｂは信号の加算比の分だけ抑圧されることになり、アイリス駆動回路に送られる制御データは各チャンネルのＯＢレベルのばらつきの影響が少なくなる。さらに加算回路を共通としたため、第３の実施形態に比べ構成が簡単になる。
【００４４】
上記第３，第４の実施形態で説明したアイリス制御回路への入力信号は第１，第２実施形態で説明したＯＢレベルを一定としたＯＢ積分制御回路の出力信号を入力することで、さらにアイリス制御を適切にできることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえクランプパルスによるキズがＯＢ部分に載ったとしても、そのキズの前後の部分においてＯＢ積分の動作をしないので得られるデータにはキズの影響が入らず、従って正しい黒レベルの積分データがえられ、正確な黒レベル補正が行われる。
【００４６】
また、本発明によれば、たとえＹ信号のＤＣ電圧が変動した場合に前記補正データ演算回路１１による演算結果が図８の補正量Ｘで示すように周期的に繰り返すような補正量が生成される場合においても、図８の補正データＹで示すような補正データＹを生成し、信号処理を行うにあたり映像信号のＯＢレベルが周期的に変動することなく安定した映像信号を得ることが可能となる。
【００４７】
さらに、温度等の環境変化によって、例えば暗電流、ＡＧＣゲインの変化、クランプＤＣ電圧の変動などに理由により、ＯＢレベルが変化しても、特にカラー３色の各信号の変動分Δｏｂは信号の加算比の分だけ抑圧されることになり、アイリス駆動回路に送られる制御データは各色チャンネルのＯＢレベルのばらつきの影響が少なくなる。さらに加算回路を共通としたときには回路構成を簡略化できることを加えて、さらに高品質の映像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施形態の撮像装置のブロック図である。
【図２】本発明のＯＢレベル補正回路８のブロック図である。
【図３】本発明による第１実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明によるＯＢ積分制御回路７とそのフローチャートの一例である。
【図５】本発明による第２実施形態の撮像装置のブロック図である。
【図６】本発明の新ＯＢレベル補正回路１３のブロック図である。
【図７】本発明による第２実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明による第２実施形態の動作状況を示すグラフである。
【図９】本発明の第３実施形態の構成を示すのブロック図である。
【図１０】本発明のＯＢレベル補正回路２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのブロック図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の構成を示すのブロック図である。
【図１２】第１の従来例の撮像装置によるブロック図である。
【図１３】第１の従来例のクランプ回路図とブロック図である。
【図１４】第１の従来例のＯＢレベル補正回路１８のブロック図である。
【図１５】本発明による第２実施形態に対応する従来例の動作状況を示すグラフである。
【図１６】第２の従来例の撮像装置によるブロック図である。
【図１７】第２の従来例のＯＢレベル補正回路２０のブロック図である。
【図１８】第２の従来例によるクランプパルスとＯＢ部分のクランプによるキズとＯＢ積分制御回路から出力されるゲート信号の関係図である。
【符号の説明】
１ＣＣＤ
２Ｓ／Ｈ回路＆ＡＧＣ回路
３クランプ回路
４Ａ／Ｄ変換回路
５信号処理回路
６クランプパルス生成回路
７ＯＢ積分制御回路
８，２０ＯＢレベル補正回路
９ＤＣ電圧生成回路
１０ＯＢ積分値検出回路
１１補正データ演算回路
１２加減算回路
１３ゲート回路
１４補正データ検出回路
１９黒レベル
２１ γ補正回路
２２映像信号処理回路
２３加算回路
２４アイリス制御回路
２５アイリス駆動装置
２６アイリス

Claims

ＣＣＤのオプティカルブラック部分に相応する信号を固定のＤＣ電圧にクランプするためのクランプ手段と、前記固定のＤＣ電圧を生成するための固定ＤＣ電圧生成手段と、前記固定のＤＣ電圧信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎にＯＢ積分しそのＯＢ積分値を検出するためのＯＢ積分値検出手段と、前記ＯＢ積分をある一定の期間非有効とするＯＢ積分制御手段と、前記ＯＢ積分値検出手段によって検出されたＯＢ積分値と予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するような補正量を演算するための補正データ演算手段と、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ演算手段によって得られた補正データを加算又は減算するための加減算手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、前記予め設定された間隔毎は前記ＣＣＤのオプティカルブラック部分が前記ＣＣＤに繰り返し設定されたオプティカルブラック画素の間隔毎とし、前記ＯＢ積分制御手段はクランプ手段に供給されるクランプパルスのエッジ部分を前記一定の期間非有効とすることを特徴とする撮像装置。
ＣＣＤのオプティカルブラック部分に相応するＹ信号を固定のＤＣ電圧にクランプするためのクランプ手段と、前記固定のＤＣ電圧を生成するための固定ＤＣ電圧生成手段と、前記固定のＤＣ電圧信号のオプティカルブラックレベル（ＯＢレベル）を予め設定された間隔毎にＯＢ積分しそのＯＢ積分値を検出するためのＯＢ積分値検出手段と、前記ＯＢ積分値検出手段によって検出されたＯＢ積分値と予め定められた黒レベルとを比較して両者が一致するような補正量を演算するための補正量演算手段と、前記補正量演算手段によって演算された補正量にフィルタリングを行い補正データを決定するための補正データ決定手段と、映像信号のＯＢレベルに対して前記補正データ決定手段によって決定された補正データを加算又は減算するための加減算手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
請求項３に記載の撮像装置において、前記補正量のフィルタリングは補正量が前記クランプ回路に供給されるクランプパルスの周期の少なくとも２倍期間の変化を抑制することを特徴とする撮像装置。
絞りと、前記絞りを駆動するアイリス駆動手段と、前記絞りの開閉を制御するアイリス制御手段と、複数の撮像素子、及び複数の撮像素子の出力信号をクランプする複数のクランプ手段と、前記クランプ手段によりクランプされた映像信号をデジタルデータに変換する複数のＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換された複数の映像信号のそれぞれの黒に相当する部分のレベルを積分しその値を検出する複数の検出手段と、前記検出手段によって検出された積分値と予め定められたレベルとを比較し補正量を演算する複数の補正データ演算手段と、複数のそれぞれの映像信号に対して前記複数の補正データ演算手段によって得られた複数の補正データを加算又は減算するための複数の加減算手段とを備えた撮像装置において、
前記アイリス制御手段に入力される信号は前記複数の映像信号にそれぞれ対応した複数の補正データのある一定の比によって得られる信号に基づいた補正信号であることを特徴とする撮像装置。
請求項５に記載の撮像装置において、前記複数のクランプ手段は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色カラー用のクランプ手段であり、前記アイリス制御手段に入力される信号は前記加減算手段の出力を加算する加算手段の出力を前記複数の映像信号とすることを特徴とする撮像装置。