JPH02238791A - 色順次カラーカメラの利得調整装置 - 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、Ｒ，Ｇ．Ｂの色信号を含む映像信号を時分割
で順次出力する色順次カラーカメラの利１ｑ調整装置に
関する。

［従来技術］ 従来、色順次カラーカメラの利得調整装置としては、例
えば第６図に示すものが知られている。

第６図において、躍影レンズ１を通過した光は定速回転
する色分離フィルタ２を通過して搬像デバイス３の受光
面に結像ざれる。色分離フィルタ２はテレビジョンの垂
直同期信号に同期して回転しており、従って躍像デバイ
ス３からの映像信号は、第７図（ａ　＞に示すようにテ
レビジョンのフレーム毎に順次Ｇ，Ｂ，Ｒの色信号が出
力されるフレーム色順次信＠１３となっている。

このような色順次カラーカメラでホワイトバランスをコ
ントロールするため従来は第６図のようにＲ．Ｇ，Ｂの
色信号毎に独立に利得調整回路４，６．８を設け、可変
抵抗５．７．９により搬影場所の色温度に依存した固有
の増幅利得を各色信号毎に設定し、第７図（ａ　）に示
した＠像デバイス３からの映像信号１３を異なる利得で
増幅した同図（ｂ　）　　（ｃ　）　　（ｄ　＞に示す
信号１４．１５．１６を得ている。利得調整回路４，６
．８の出力はＲ，Ｇ，Ｂの色信号の出力順に従ってフレ
ーム毎にスイッチ１０により切替えられ、第７図（ｅ　
）に示す信号１７となる。切替スイッチ１０からの信号
１７は最終的に可変抵抗１２により増幅利１ｑが設定さ
れた増幅器１１で全体的なレベル調整を受けた後に出力
される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の色順次カラーカメラの
利得調整装置にあっては、取扱われる信号が時系列的に
１系統の信号であるにも関わらず、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号
毎に個別に利１ｑ調節を行なっていたため、３倍の回路
ロを必要とし、更に３系統の広帯域アンプを隣接して設
けることとなるために相互干渉を生じて安定性もよくな
いという問題もあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、回路規模を低減すると同時に安定性も向上できる
色順次カラーカメラの利得調節装置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］ まず本発明は、撮像部からフレーム毎にＲ，Ｇ．Ｂの各
色信号を順次含む映像信号を出力する色順次カラーカメ
ラを対象とする。

このような色順次カラーカメラの利得調節装置として本
発明にあっては、デジタル信号のビット重み付けに対応
した値をもつ抵抗をビット数分だけ備えた抵抗群と：該
抵抗群の各抵抗を選択的に並列接続する複数のアナログ
スイッチを備えたスイッチ群と；該スイッチ群により選
択接続された前記抵抗群の合成抵抗値に応じた利得によ
り前記囮像部からの映像信号を増幅する増幅回路と；前
記ｉａ像部から出力ざれるＲ．Ｇ，Ｂの色信号に同明し
て各色信号に適合した増幅利１ｑに対応するデジタル制
御信号を前記スイッチ群に出力して増幅利得を時分割制
御するデジタル制御部と；を備える。

［作用コ このような構成を備えた本発明による色順次カラーカメ
ラの利得調節装置にあっては、フレーム単位で順次出力
されるＲ．Ｇ．Ｂの３原色信号を１系統の回路で各色信
号固有の増幅利１Ｈに従って増幅してホワイトバランス
を適切にコントロールすることができ、回路規模を大幅
に低減し、また広帯域アンプも１台で済むことから複数
の広帯域アンプを隣接配置した場合の相互干渉による安
定性の崩れもない。

またビット重み付けした抵抗群のスイッチ群による選択
的な並列接続で利得を決定するため、デジタル信号によ
り直接にアナログ的な利得制御が可能であり、デジタル
信号をＤ／Ａ変換器でアナログ制御信号に変換する必要
がない分だけ回路規模を小さくできる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である
。

第１図において、１は囮像レンズであり、囮像レンズ１
を通ってきた光は、色分雌フィルタ１９を通過して倣像
デバイス３で躍像ざれる。色分離フィルタ２はＲ，Ｇ，
Ｂの各フィルタを備えテレビジョンの垂直同期信号に同
期して回転している。

そのためＲ，Ｇ，Ｂの各フィルタに対応するカラー像が
躍像デバイス３で藏徴される。従って、搬像デバイス３
からは、第２図（ａ＞に示すようにテレビジョンのフレ
ーム毎に、例えばＧ，Ｂ，Ｒの順に色信号が出力される
フレーム色順次信号１３となる。

囮像デバイス３からのフレーム色順次信号１３は、利得
調整回路１Ｂに入力される。

利得調整回路１８には広帯域アンプ２０が設けられ、広
帯域アンプ２０の増幅利得を制御するため、抵抗群２２
とスイッチ群２４が設けられている。抵抗群２２は後の
説明で明らかにするデジタル制御部としてのマイクロプ
ロセッサ２６から与えられる利４％　ｉｉｌＪ　６１１
用のデジタル信号のビット重み付けに対応する抵抗値を
有する複数の抵抗で構成ざれ、この実施例にあっては、
８ビットのデジタル信号を例にとることから、ビット数
に対応した８つの抵抗で構成ざれる。

また、スイッチ群２４は抵抗群２２の各抵抗ごとに接続
されたアナログスイッチで成る。スイッチ群２４の各ア
ナログスイッチは、マイクロプロセッサ２６からのデジ
タル信号、即ち８ビットのデジタル信号の各ビットに応
じてオン・オフ制御ざれ、スイッチオンにより抵抗群２
２の各抵抗を選択的に並列接続し、スイッチ群２４によ
り選択接続された抵抗群２２の合成抵抗値（並列抵抗値
）に応じて広帯域アンプ２０の増幅利得を決定できるよ
うにしている。

利得調整回路１８に設けたスイッチ群２４に対しては、
デジタル制御部としてのマイクロプロセッサ２６より利
得制御用のデジタル信号が与えられる。マイクロプロセ
ッサ２６には色分離フィルタ２の回転によるフレーム毎
の色信号Ｒ．Ｇ，Ｂの切換情報及び搬影場所の色温度に
応じて予め定められた各色信号Ｒ．Ｇ，Ｂ毎のホワイト
バランスをコントロールするための増幅利得情報のそれ
ぞれが与えられている。このためマイクロプロセッサ２
６は比像デバイス３からフレーム毎に順次出力ざれる第
２図（ａ）に示すフレーム色順次信号１３の各色信号Ｇ
，Ｂ，Ｒに応じた増幅利得制御用のデジタル信号を利得
調整回路１８のスイッチ群２４に切り換え出力して広帯
域アンプ２０の増幅利得を時分割制ｍする。

利｛ｑ調整回路１８に設けた広帯域アンプ２０からの出
力信号１７は増幅器１１に入力ざれ、可変抵抗１２によ
りホワイトバランスをとるための利得調整が済んだ信号
の全体的なレベル調整を行なうための増幅利得に従った
増幅を行なって最終的に出力する。

第３図は第１図の実施例における利得調整回路１８の具
体的な回路構成を示した実施例回路図である。

第３図において、広帯域アンプ２０はトランジスタ２８
と抵抗３０からなるエミッタフォロア回路を入力段に備
え、エミッタフォロア回路３２に続いて抵抗群２２とス
イッチ群２４を備えた可変抵抗回路３４を接続し、更に
可変抵抗回路３４に続いてトランジスタ３６及び抵抗３
８．４０を備えたベース接地回路４２を設け、最終出力
段にトランジスタ４４と抵抗４６を備えたエミツタフｔ
ロア回路４８を設けている。

可変抵抗回路３４に設けた抵抗群２２及びスイッチｕ２
４は、第１図に示すようにマイクロプロセッサ２６から
の８ビットのデジタル信号による制御を例にとっている
ことから、入力段のエミツタフオロア回路３２と出力段
側のベース接地回路４２との間に抵抗とアナログスイッ
チを直列接続した回路を８つ並列接続している。

このスイッチ群２４の各アナログスイッチに直列接続さ
れた抵抗群２２の８つの抵抗の抵抗値は８ビットのデジ
タル信号のビット重み付け、即ち２７　　２６，　２５
．　２４，　２３．　２２　　２１２°に対応して電圧
利得ＡＶが変化するように、抵抗値を設定している。尚
、可変抵抗回路３４に設けた入出力間を直接に接続して
いる抵抗５０は、広帯域アンプ２０！準利得を定めるも
ので、すべてのアナログスイッチがオフの時にも抵抗５
０による利得設定が固定的に行なわれる。

次に、第３図の利得制御回路による電圧利１ｑＡＶを説
明する。

第４図は第３図に示したベース接地回路４２の等価回路
であり、Ｒ１は負荷抵抗、Ｒｅは入力利得設定抵抗、Ｙ
ｅはトランジスタ内部エミッタ抵抗、Ｙｂはトランジス
タの内部のベース抵抗、βｉｂはトランジスタによる定
電流源、βはトランジスタのエミッタ接地における電流
増幅率、ｉｂはトランジスタのベース電流である。

この第４図の等価回路で示されるベース接地回路４２の
電圧利得ＡＶは、 Ａｖ＝ＲＬ／（ｒｂ＋β（ｒｅ＋Ｒｅ））で決まり、電
流増幅率βが充分大きいときにはＡＶ：ＲＬ／Ｒｅ で与えられる。即ら、ベース接地回路４２の電圧利得Ａ
ＶはＲ１と入力利得設定抵抗Ｒｅとの比で決まり、第３
図の実施例にあっては可変抵抗回路３４により入力利Ｉ
Ｉ　Ｍ！定抵抗Ｒｅの値を可変して電圧利得ＡＶを調整
する。

具体的には８ビットのデジタル信号ｂｏ　−ｂ７に対し
それぞれ電圧利得ＡＶが０．１ｄＢ．０．２ｄＢ，０．
４ｄＢ，０．８ｄＢ．１．６ｄＢ，３．２ｄＢ，６．４
ｄＢ．１２．８ｄＢとなるように抵抗群２２の各抵抗値
を設定すればよい。

更に、第５図は第３図の可変抵抗回路３４に設けたスイ
ッチ群２４を構成するアナログスイッチの具体例を示し
ており、スイッチ素子としてＦＥＴ５２を使用し、ンー
スＳをスイッチ入力ＩＮ、ドレインＤをスイッチ出力Ｏ
ＵＴとし、更にゲートＧ、ソースＳ間に抵抗５４を接続
し、またゲートＧと制御端子Ｃ間にゲートＧ側をアーノ
ルドとしてダイオード５６を接続している。

この第５図に示すＦＥＴ５２を用いたアナログスイッチ
は、ＦＥＴ５２のゲート、ソース間電圧Ｖｓａ＝Ｏボル
トとする制御端子Ｃに対する制御電圧（Ｈレベル信号）
を受けてオンし、一方、ゲート、ンース間電圧ＶＳ（Ｉ
が所定のマイナス電圧となる制御電圧（Ｌレベル信号〉
を制御端子Ｃに加えることでオフすることになる。

次に、第２図の信号波形図を参照して第１図の実施例の
動作を説明する。

まずマイクロプロセツザ２６に対しては、藏影場所の色
温度に応じ色信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各々に対しホワイトバラ
ンスをコントロールするための利得情報が設定されてい
る。この色温度に応じた色信＠Ｒ．Ｇ，Ｂに対する利得
設定は、オペレータによるマニュアル設定でも良いし、
蹟影場所の色温度を自動的に検出して設定する自動設定
方式であっても良い。

色順次カラーカメラによる蹟影を開始すると、比影レン
ズ１からの光は垂直同期信号に同期して回転する色分離
フィルタ２を通過し、Ｒ，Ｇ．Ｂの各々の色フィルタに
対応するカラー像が順次搬像デバイス３の受光面に結像
される。その結果、泥像デバイス３からは第２図（ａ）
に示すように、例えばＧ．Ｂ，Ｒの順に各色信号が出力
ざれるフレーム色順次信号１３が得られる。

Ｒ像デバイス３からのフレーム色順次信号１３は利得調
整回路１８の広帯域アンブ２０に入力ざれ、そのとき設
定されている増幅利得に従って増幅ざれる。

このとき、マイクロプロセッサ２６は［＋デバイス３か
らの各色信号Ｇ，Ｂ，Ｒに同期して第２図（ｂ）に示す
ように予め設定された利得に従った８ビットのデジタル
利得制御信号をスイッチ群２４に対し出力する。例えば
、色信号Ｇが入力した際にはデジタル利得制御信号は［
１０１１，・・，１］に設定され、次に色信号Ｂが入力
したときには［１１０１，　　・・・］に設定され、更
に色信号Ｒが入力したときには［１０１１，　　・・・
１コに設定される。

このようなマイクロプロセッサ２６からのデジタル利得
制御信号に従い、例えばビット１でスイッチ群２４の中
の対応するスイッチがオン、ビットＯで対応するスイッ
チがオフとなり、スイッチオンしたスイッチにより選択
された抵抗群２２の抵抗による合成抵抗、即ち並列抵抗
値に従って第３図に示すよう（ベース接地回路４２の電
圧利得ＡＶが決定ざれ、各色信号Ｇ，Ｂ．Ｒ固有の増幅
利得による増幅を受け、第２図（Ｃ）に示すようなホワ
イトバランスのための増幅が施されたフレーム色順次信
号１７が得られる。

そして、利得調整回路１８から出力されたフレーム色順
次信号１７は増幅器１１により可変抵抗１２による利得
に従って全体的なレベル調整を受けて出力ざれる。

尚、上記の実施例にあっては、利得調整回路１Ｂとして
マイクロプロセッサ２６による８ビットのデジタル信号
により利得制御ざれる場合を例にとるものであったが、
本発明はこれに限定されず、４ビット，１６ビット等適
宜のビット数のデジタル信号により利１等調整できるよ
うにしても良いことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、利得をコント
ロールする広帯域アンプは１系統で済むことから回路構
成を簡略化し、また広帯域アンプは１台で良いことから
相互干渉による悪影響がないため高い安定性を保証する
ことができる。

また、利得制御のためのデジタル信号をマイクロプロセ
ッサ等で制御すると、ホワイトバランスのための時分割
コントロールのみならず、全体的なコントロール、更に
は個々の色補正等、システム的に複雑な利得コントロー
ルを比較的簡単に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した溝成図；第２図は第
１図の実施例の動作信号波形図：第３図は第１図の利得
調整回路の具体的な実施例回路図： 第４図は第３図のベース接地回路の等化回路図：第５図
は本発明で用いるアナログスイッチの実施例回路図： 第６図は従来装置の構成図： 第７図は従来装置の動作信号波形図である。 １：１像レンズ ２：色分離フィルタ ３：ｌｎｌ！ｉＩデバイス １１：増幅器 １２：可変抵抗 １８二利得調整回路 ２０二広帯域アンプ ２２：抵抗群 ２４：スイッチ群 ２６二マイクロプロセッサ（デジタル制御手段）２８．
３６．４４　：　トランジスタ ３２．４８：エミッタフォロワ回路 ３４：可変抵抗回路 ４２：ベース接地回路 ５２：ＦＥＴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像部からフレーム毎にＲ、Ｇ、Ｂの色信号を順
   次含む映像信号を出力する色順次カラーカメラに於いて
   、 デジタル信号のビット重み付けに対応する値をもつ抵抗
   をビット数分だけ備えた抵抗群と；該抵抗群の各抵抗を
   選択的に並列接続する複数のアナログスイッチを備えた
   スイッチ群と；該スイッチ群により選択接続された前記
   抵抗群の合成抵抗値に応じた利得により前記撮像部から
   の映像信号を増幅する増幅回路と； 前記撮像部から出力されるＲ、Ｇ、Ｂの色信号に同期し
   て各色信号に適合した増幅利得に対応するデジタル制御
   信号を前記スイッチ群に出力して増幅利得を時分割制御
   するデジタル制御部と；を備えたことを特徴とする色順
   次カラーカメラの利得調整装置。