JPH02100474A - ビデオカメラの自動コントラスト調節回路 - 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 本発明は、ビデオカメラの自動コントラスト調節回路に
関し、特にビデオカメラ及びビデオモニタ等において、
暗い部分の信号レベルを平均ビデオ信号レベル及びペデ
スタル信号によって自動的にコントラスト比が大きくな
るように合わせることによって鮮明な、かつきれいな画
像信号を得ることのできるビデオカメラの自動コントラ
スト調節回路に関するものである。

従来の技術及び問題点 従来は、入力ビデオ信号のレベルが一定な基準レベル以
下では増幅が多く、またそれ以上では入力と同じく出力
されるように入力信号が一定な基準レベル以下にされる
と、入出力の特性曲線の傾き（増幅度）を異なるように
構成していた。

即ち、平均ビデオ信号レベルには全く無関係に一定な基
準レベル以下信号の増幅度を一律的に大きくしたので、
ビデオ信号中で最も高い信号レベルが低下する場合相対
的なノイズの増加を招来し、また平均ビデオ信号レベル
が高くなると普通のＳ／Ｎ問題で低く設定されている基
準レベルは意味がなくなる。

従って、基準レベル以下の信号が存在しない場合や基準
レベルより上側に多く存在する場合全く動作効果がない
という問題点があった。

問題点を解決するための手段 本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、本
発明の目的は、ビデオカメラにおいてビデオ信号中で最
低信号を抽出した後、ペデスタル信号及び平均ビデオ信
号と比較して最低信号レベルをペデスタル信号レベルへ
低くすることによって信号の全体的なコントラストが大
きくなるよう自動的に調整してコントラスト比が大きく
、かつ鮮明な画像信号を得ることのできるビデオカメラ
の自動コントラスト調節回路を提供することにある。即
ち、本発明ではビデオ信号において基準信号レベル以下
の信号中で最低信号を検出し、最低信号レベルを平均画
像信号検出回路出力とペデスタルレベル検出回路の出力
によって決定されｌζレベルに低めることによって全体
的な信号のコントラストが自動的に調節されるようにし
、基準信号レベル設定は従来技術の場合、Ｓ／Ｎ問題等
から高く設定することができなかったが、本発明では基
準信号レベルは信号増幅と全く無関係に単純な最低値信
号検出の範囲を設定することだけであるので、従来技術
とは概念が相異し、また増幅度と最低値信号とのペデス
タルレベル検出出力によって可変的に決定することによ
って、ビデオ信号の状態に合わせるように動作され、ま
た平均画像信号の検出回路から出力された信号を利用し
てコントラスト比を適切に自動調整することによって達
成することができる。

前記の目的を達成するための本発明の特徴は、クランプ
パルスでペデスタルクランプさせたビデオ信号をサンプ
ルアンドホールドするペデスタルレベルサンプルアンド
ホールド回路と、ビデオ信号の基準レベル以下の信号の
みを検出してブランキング信号を除去する基準レベル以
下信号検出回路と、平均画像信号を検出する平均画像信
号検出回路の信号とクランピングされたビデオ信号中で
最低値を検出する最低値検出回路と、前記最低値検出回
路の出力とペデスタルレベル及び平均値信号レベルとを
比較し増幅する比較回路と、前記比較回路の出力で基準
レベル以下信号検出回路の利得を可変させるようにして
最低値信号レベルをペデスタルレベルと平均値信号レベ
ルとによって設定されたレベルに設定する可変利得増幅
部とから構成されたビデオカメラの自動コントラスト調
節回路にある。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面沿って詳細に説明する
。第１図及び第２図は本発明の詳細な説明するための図
であり、ビデオ信号はクランプ回路１からクランプパル
スによってクランプされた後、クランプパルスが印加さ
れる電界効果トランジスタＱ６と信号蓄積用コンデンサ
ー０３及びエミッタホロアであるＯＰ増幅器ＩＣ３とか
ら構成されたペデスタルレベルサンプルアンドホールド
回路２０に印加されるよう構成し、また、クランプ回路
１の出力は複合ブランキング信号が印加される電界効果
トランジスタＱＢを通って積分用抵抗Ｒ２２とコンデン
サー０４．０ｓにて積分されて平均画像信号で出力され
るように平均画像信号検出回路２５を構成し、クランプ
回路１の他の出力は直流増幅器２を通って基準レベル以
下信号検出回路１５へ印加されるように構成する。そし
て、クランプ回路１の出力はシングルエンデッド差動増
幅回路のトランジスタＱ２を通ってトランジスタＱ３か
ら出力され、トランジスタＱ３のコレクタ出力は信号ク
リップ用トランジスタＱ４のエミッタに印加されると共
に、緩衝増幅器のトランジスタＱ５のベースに印加され
、トランジスタＱ５のエミッタ出力はトランジスタＱ３
のベースに負帰還されると共に可変利（ｑ増幅部３０に
印加されるように基準レベル以下信号検出回路１５を構
成する。この際、可変抵抗ＶＲＩを抵抗Ｒ１及びコンデ
ンサーＣ１によって設定された基準電圧は信号クリップ
用トランジスタＱ４のベースに印加されてトランジスタ
Ｑ４の駆動電圧を設定するようにし、トランジスタＱ４
のコレクタには抵抗Ｒ１３とツェナーダイオードＤ２を
接続して信号クリップ電圧を設定し、コンデンサーＣ６
は信号クリップ動作を交流的に安定化させる。

一方、可変抵抗ＶＲ１と抵抗Ｒ１及びコンデンサーＣ１
による基準電圧が印加され、垂直駆動パルスで駆動され
る電界効果トランジスタＱ１の出力はダイオードＤ１と
コンデンサー０２及びＯＰ増幅器ＩＣ１とから構成され
た最低値検出回路５を通って比較回路１０のＯＰ増幅器
ＴＣ２へ印加される。

この際、ＯＰ増幅器ＩＣ２の反転端子（−）には、ペデ
スタルレベルサンプルアンドホールド回路２０と平均画
像信号検出回路２５との出力が印加されるように構成し
て最低値検出回路５の出力レベルとペデスタルレベルサ
ンプルアンドホールド回路２０及び平均画像信号検出回
路２５の出力レベルを比較してその差異レベルを出力す
る。

そして、比較回路１０の出力は可変利得増幅部３０の電
界効果トランジスタＱ７に印加されて基準レベル以下信
号検出回路１５の出力を可変増幅させ、この出力は反転
増幅用ＯＰ増幅器ＴＣ４を通った後、ＯＰ増幅器ＩＣ５
にてクランプ回路１７の出力ビデオ信号と合成されて出
力されるように構成したものである。

このように構成された本発明は、ビデオ信号中で輝度信
号成分のコントラストを自動的に調整して鮮明な、かつ
きれいな画面を見ることができるようにしたものであっ
て、ビデオ信号の入力はクランプ回路１に印加されてク
ランプパルスによってクランプされ、またクランプ回路
１の出力中の一部はペデスタルレベルサンプルアンドホ
ールド回路２０に印加される。ペデスタルレベルサンプ
ルアンドホールド回路２０では、電界効果トランジスタ
Ｑ６を使用してハイレベルのクランプパルスがバイアス
用抵抗Ｒ１６を通ってゲートへ印加されると、その際ク
ランプ回路１の出力信号レベルはドレーンからソース側
へ伝達されて信号蓄積用コンデンサーＣ３に蓄積され、
クランプパルスがローレベル状態へ印加されると、電界
効果トランジスタＱ６は“オフ”状態になってコンデン
サー０３に蓄積された電荷による電圧はエミッタホロア
の構成のＯＰ増幅器ＩＣ３を通った後の点で出力され、
この電圧は、次のクランプパルスが印加される時までホ
ールドされる。この際の点の電荷は、比較回路１０の抵
抗Ｒ３へ印加される。そして、クランプ回路１の出力中
の一部は、平均画像信号検出回路２５の電界効果トラン
ジスタＱ８のドレーン側へ印加され、また電界効果トラ
ンジスタＱ８はゲートへ印加される複合ブランキング信
号によって有効画像期間中だけ“オン″されるので、積
分用抵抗Ｒ２２とコンデンサーＣ４，Ｃ５とによって積
分されて平均画像信号を検出した後０点へ出力せしめる
。

この際、平均画像信号検出回路２５の０点の出力は比較
回路１０の抵抗Ｒ４へ印加される。

また、クランプ回路１の出力中の一部は直流増幅器２を
経て増幅された後、基準レベル以下信号だけを検出する
ための基準レベル以下信号検出回路１５にバイアス用抵
抗Ｒ７を経てシングルエンデツド差動型ＩＩＡ器のトラ
ンジスタＱ２のベースへ印加され、トランジスタＱ２の
エミッタ抵抗Ｒ８によってトランジスタＱ３のコレクタ
側から出力される。この際、抵抗Ｒ９はトランジスタＱ
３のコレクタ抵抗である。

そして、トランジスタＱ３のコレクタ出力は信号クリッ
プ用トランジスタＱ４のエミッタと緩衝増幅器のトラン
ジスタＱ５のベースへ印加されてトランジスタＱｓのエ
ミッタ抵抗Ｒ１２によって信号が出力されると共に抵抗
ＲＩＯ，Ｒ１１によってトランジスタＱ３のベースに印
加されることによって負帰還回路を構成して回路の動作
を安定化させることができる。一方、基準電圧設定用可
変抵抗ＶＲＩと分圧抵抗Ｒ１及び交流信号バイパス用コ
ンデンサーＣ１とによって設定された電圧の一部が信号
クリップ用トランジスタＱ４のベースへ印加されてベー
スのバイアス電圧を設定することによって、トランジス
タＱ４が“オン”される電圧を設定する。

この際、トランジスタＱ４のコレクタには電圧分割用抵
抗Ｒ１３とツェナーダイオードＤ２が接続されて信号ク
リップ電圧を設定し、バイパス用コンデンサーＣ６を通
ってクリップ動作を交流的に安定化する。

そして、トランジスタＱ５のエミッタから出力された信
号の一部は信号ブランキング回路３に印加されて複合ブ
ランキングによって水平と垂直ブランキング期間の間、
信号がブランキングされた後、ダイオードＤ１を通って
最低値検出回路５に印加される。この際、最低値検出回
路５の電界効果トランジスタＤ１は垂直期間の間に最低
値検出回路５をリセットする役割を行ない、電界効果ト
ランジスタＱｌのゲートには、垂直駆動パルスがバイア
ス用抵抗Ｒ２を通って印加されるので、垂直駆動パルス
がハイレベル状態の際、電界効果トランジスタＱ１は“
オン”される。

そして、コンデンサー０２は信号蓄積用コンデンサーで
あって、電界効果トランジスタＱ１が“オン”された際
、即ち、垂直ブランキング期間中の垂直駆動パルスがハ
イレベル状態の際、可変抵抗ＶＲＩと抵抗Ｒ１とによっ
て設定された基準電圧として充電される。

しかしながら、ブランキング回路３から出力される信号
レベルに沿ってダイオードＤ１を通って放電されるので
、結果的にダイオードＤ１の順方向“オン”電圧（ブレ
ーキイン電圧）に最低信号レベル電圧を付加した電圧値
まで放電される。

即ち、ブランキング回路３の出力信号レベルによってダ
イオードＤ１を通ってダイオードＤ１の順方向“オン”
電圧＋最低信号レベル電圧まで放電される。

従って、本発明ではこれを防止するためにブランキング
回路３の信号を大きくしてダイオードＤ１のブレーキイ
ン電圧の影響を少なく受けるようにして、電圧ホロア構
成のＯＰ増幅器ＩＣＩの出力側ではコンデンサーＣ２の
蓄積電荷を出力させる。

ＯＰＰ幅器ＩＣ１の出力は比較回路１０の増幅度可変用
の可変抵抗ＶＲ２を通って差動増幅器のＯＰ増増幅幅器
Ｃ２非反転端子（＋）へ入力され、抵抗Ｒ６は帰還抵抗
である。

一方、ペデスタルレベルサンプルアンドホールド回路２
０と平均画像信号検出回路２５とのの。

■出力は抵抗Ｒ３，Ｒ４を通って互いに混合された後抵
抗Ｒ５によって差動増幅器のＯＰＰ幅器ＩＣ２の反転端
子（−）へ印加される。

このような信号が印加されるＯＰＰ幅器ＩＣ２は、最低
値検出回路５の出力レベルとペデスタルレベルサンプル
アンドボールド回路２０及び平均画像信号検出回路２５
のレベルを比較してその差異レベルを出力させるように
なり、この際出力信号はバイアス用抵抗Ｒ１５を通って
可変抵抗の機能を行う電界効果トランジスタＱｙのゲー
トへ印加されて可変増幅器の役割をする。即ち、可変利
得増幅器の構成の抵抗Ｒ１４と電界効果トランジスタＱ
７及び増幅度可変用可変抵抗ＶＲ３とＯＰＰ幅器ＩＣ４
とによって可変利得増幅機能が行われるようになること
によって基準レベル以下信号検出回路１５の基準レベル
以下の信号出力中の一部が抵抗Ｒ１４に印加され、電界
効果トランジスタＱ７のドレーンとソースとの間の抵抗
を経て反転増幅される。

また、クランプ回路１から出力された入力ビデオ信号は
抵抗Ｒ１９−Ｒ２０によって差動増幅器のＯＰＰ幅器Ｉ
Ｃ５の非反転端子（＋）へ印加され、反転増幅器のＯＰ
Ｐ幅器ＩＣ４の出力は抵抗Ｒ１７と帰還抵抗Ｒ１８とに
よってＯＰ増幅器■Ｃ５の反転端子（−）へ印加される
。即ら、入力されたビデオ信号に反転された補正信号を
ＯＰ増幅器ＩＣ５で加える結果、可変抵抗ＶＲ１によっ
て設定された基準レベル以下の信号中の最低値をサンプ
リングし、その最低値が入力されたビデオ信号のペデス
タルレベルと平均画像信号レベルとによって決定された
レベルと同じくなるように差の信号だけ利得可変増幅器
の利得を可変さゼて動作させるようになり、この信号を
本来の入力されたビデオ信号に加える。

従って、本発明のビデオ信号中の輝度信号成分のコント
ラストを自動的に調整して鮮明かつソフトな画面を提供
することができる。

このような本発明を第２図による一例で説明すると次の
通りである。

まず、第２図のａ、ｂは本発明において垂直駆動信号と
複合ブランキング信号とを簡略化して示すものであり、
第２図のＣは入力ビデオ信号であって改造信号を例とし
たもので改造信号の最低値のレベルが上に上昇して全体
的なコントラスト比が少ないようになる。

そして、第２図のｄは可変抵抗ＶＲ１によって設定され
たレベル以下の信号だけを抽出したものであり、Ｃはｄ
の信号をブランキングした後の信号である。

第２図のｆは、本発明の回路を通ってＷ＋準レベル以下
の信号が補正された信号であって、ＯＰ増幅器１ｃ４の
出力側ではこの信号が反転された形態の信号が出力され
る。即ち、ＯＰ増幅器ＩＣ４の出力側では第２図ｆのよ
うな信号が反転されて出力される。そして、第２図の９
は本発明の回路のＯＰ増幅器ＩＣ５を通って最終的に出
力されるビデオ信号であって、暗い部分の信号が補正さ
れていて全体的な黒白の比が大きくなり最低値信号が低
下されているので、鮮明かつソフトなビデオ信号を提供
することができる。

第２図のｈは本発明の回路が適用されることを示すもの
であり、既存の輝度信号の出力ラインに新規なスイッチ
を設け、スイッチを通って本発明の回路からコントラス
ト比が補正されビデオ信号として出力されるようにした
ものである。

そして、本発明はビデオ信号中で輝度信号の成分に使用
されるものであり、ビデオ信号を作るビデオカメラに適
用したものであるが、ビデオモニタ及びテレビの輝度信
号処理回路にも適用することができ、ビデオテープレコ
ーダにも適用させて輝度信号のコントラスト比が大きく
、かつ鮮明なビデオ信号を（♀ることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、ビデオ信号の最低信号を抽出し
てペデスタル信号及び平均ビデオ信号と比較して最低信
号レベルをペデスタル信号レベルへ低くすることによっ
て、ビデオ信号の全体的なコントラスト比が大きくなる
ように自動的に調整するものであるので、ビデオ信号の
輝度信号のコントラスト比が高いビデオ信号を作ること
ができ鮮明な画面を得ることができ、またビデオ信号の
垂直１１間の間の全体信号に対するコントラスト比を得
ることができるし、また、最低値信号を検出してペデス
タルレベルと平均値レベルとによって設定されたレベル
に合わせたことから、通常の動作におけるＳ／Ｎが低下
したり動作効果がなくなるという問題点を除去すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路図、第２図は本発明の波形図であ
る。 １・・・クランプ回路、２・・・増幅器、３・・・ブラ
ンキング回路、５・・・最低値検出回路、１０・・・比
較回路、１５・・・基準レベル以下信号検出回路、２０
・・・ペデスタルレベルサンプルアンドホールド回路、
２５・・・平均画像信号検出回路、３０・・・可変利得
増幅部、［Ｃ１〜ＩＣ５・・・ＯＰ増幅器、Ｑ＋　、Ｃ
６，Ｑｙ　。 Ｃ８・・・電界効果トランジスタ、Ｃ２、Ｃ３、Ｑａ　
。 Ｃ５・・・トランジスタ、Ｒ１，Ｒ１・・・抵抗、Ｃ１
゜Ｃ２・・・コンデンサー、ＶＲＩ−ＶＲ３・・・可変
抵抗。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランプパルスでペデスタルクランプさせたビデ
   オ信号をサンプルアンドホールドするペデスタルレベル
   サンプルアンドホールド回路と、ビデオ信号の基準レベ
   ル以下の信号だけを検出するためにブランキングさせて
   不必要信号を除去する基準レベル以下信号検出回路と、 平均画像信号を検出する平均画像信号検出回路の信号と
   クランピングされたビデオ信号中で最低値を検出する最
   低値検出回路と、 前記最低値検出回路の出力とペデスタルレベル及び平均
   値信号レベルを比較増幅させる比較回路と、 前記比較回路の出力で基準レベル以下信号検出回路の利
   得を可変させて最低値信号レベルをペデスタルレベルと
   平均値信号レベルとによって決定されたレベルに設定す
   る可変利得増幅部とから構成されたことを特徴とするビ
   デオカメラの自動コントラスト調節回路。
2. （２）基準レベル以下信号検出回路は、クランプされた
   ビデオ信号がトランジスタＱ＿２、Ｑ＿３を通した後、
   クリップ用トランジスタＱ＿４と緩衝増幅器であるトラ
   ンジスタＱ＿５を通つて基準レベル以下信号で検出する
   ように構成し、前記基準レベル以下信号を可変利得増幅
   部へ印加させると共にブランキング回路を通つて最低値
   検出回路へ印加されるように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のビデオカメラ自動コントラ
   スト調節回路。