JPH037480A - 映像信号作成装置 - Google Patents

映像信号作成装置

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JPH037480A
JPH037480A JP1142852A JP14285289A JPH037480A JP H037480 A JPH037480 A JP H037480A JP 1142852 A JP1142852 A JP 1142852A JP 14285289 A JP14285289 A JP 14285289A JP H037480 A JPH037480 A JP H037480A
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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] 本発明は帰還制御装置に関し、特に、撮像素子への入射
光量の周期的変動下で得られる映像信号の改善を図るた
めに撮像装置に用いられる帰還制御装置に関する。
[従来の技術] ビデオカメラやカメラ一体型VTR(ビデオテープレコ
ーダ)などに代表される撮像装置は、撮像素子から出力
される電気信号から2つの色差信号および輝度信号を得
、これらを合成して映像信号を作成する。その際、撮像
装置は、被写体の照度にかかわらず映像信号レベルが一
定となるようにするために、被写体の照度を表わす、撮
像素子からの電気信号のレベルに応じた利得で2つの色
差信号および輝度信号を増幅する。さらに、撮像装置は
、再生画像において実際の被写体の色が正確に再現され
るようにするために、被写体の照明条件(色温度)に応
じた色差信号を作成する。
第4図は、従来の撮像装置の映像信号作成部の構成の一
例を示す概略ブロック図である。図を参照して、光学系
(図示せず)を介して入射した、被写体からの反射光は
固体撮像素子(ここではCCD(Charge−Cou
pled   Device))1上に被写体の像を結
ぶ。CCDIは、それに結ばれた像に応じた、すなわち
、被写体の照度および色温度に応じた電荷を蓄積し、1
/60secごとに蓄積した電荷量に応じたレベルの電
気信号を次の1/60sec間に出力する。次に、サン
プルホールド回路(図中S/Hと略す。)には、CCD
Iからの電気信号から必要な信号成分を抽出し、これを
輝度信号処理部100および色信号処理部200に与え
る。
輝度信号処理部100は、輝度信号自動利得制御回路(
以下、Y−AGCと略す。)3と、ガンマ(γ)回路5
と、低域フィルタ(以下、LPFと略す。)6とを含む
。輝度信号処理部100に人力された信号成分は、まず
Y−AGC3によって所定の一定レベルに増幅される。
Y−AGC3は、このような機能を果たすために、自分
自身の出力、すなわち、増幅後の信号を積分回路20を
介して受け、これに応じて輝度信号増幅時の回路利得を
制御する。積分回路20は、Y−AGC3からの出力信
号を積分してCCDIからの電気信号の平均レベル(輝
度信号の平均レベル)を検波することによって、被写体
の照度を検出する。Y・AGC3の内部回路は、この平
均レベルを受けて、これが上記一定レベルに対応するレ
ベルよりも低ければ利得が高(なり、これが上記一定レ
ベルに対応するレベルよりも高ければ利得が低くなるよ
うに構成される。つまり、Y−AGC3の利得は、被写
体照度に応じて変化する。このようにY−AGC3には
、その出力が帰還されており、Y−AGC3によって増
幅された信号のレベルは一定に保持される。
次に、ガンマ回路5はY−AGC3によって一定レベル
に増幅された信号にガンマ補正を施しLPF6に与える
。LPF6はガンマ回路5の出力信号から輝度信号成分
Yのみを抽出し、これをエンコーダ回路14に与える。
一方、色信号処理部200は色分離サンプルホールド回
路(図中S/Hと略す。)7および8と、W/B(ホワ
イトバランス)およびマトリックス回路9と、色差信号
自動利得制御回路(以下、C・AGCと略す。)11と
、ガンマ回路12と、LPF13とを含む。色信号処理
部200に入力された信号成分からは、まず、色分離サ
ンプルホールド7および8によって異なる2種類の色信
号が分離される。これらの色信号はW/Bおよびマトリ
ックス回路9によってホワイトバランス処理により被写
体の色温度に応じた色差信号R−YおよびB−Yに変換
され、C11AGC11に与えられる。
W/Bおよびマトリックス回路9は、その出力信号、す
なわち、色差信号R−YおよびB−Yをオートホワイト
バランス回路(以下、AWB回路と略す。)21を介し
て受ける。AWB回路21は、色差信号R−YおよびB
−Yを別々に積分し、それぞれの平均レベルを検波する
ことによって被写体の色温度を検出する、映像処理方式
のオートホワイトバランス回路である。W/Bおよびマ
トリックス回路9は、AWB回路21の出力(以下、こ
れをホワイトバランス制御信号と呼ぶ)、すなわち、色
差信号R−YおよびB−Yの各々の積分値を受けて、こ
れらが所定の基準レベルとなるように、色差信号作成の
際の回路利得を制御する。
これによって、W/Bおよびマトリックス回路9から出
力される色差信号R−YおよびB−Yの平均レベルが一
定に保持され、色信号に被写体の色温度の変化に追従し
たホワイトバランス処理が自動的に行なわれる。このよ
うなホワイトバランス処理をフルオートホワイトバラン
ス処理という。
次に、C−AGC回路11は、積分回路20の出力に応
じた利得で色差信号R−YおよびB−Yを増幅する。つ
まり、C−AGC回路11の利得も被写体照度に応じて
制御されるため、C−AGC回路11から出力される色
差信号R−YおよびB−Yのレベルは常にY−AGC3
から出力される信号レベル、つまり、輝度信号の平均レ
ベルに合致するレベルとなる。このように、C−AGC
回路11によって増幅された色差信号R−YおよびB−
Yはガンマ回路12によってガンマ補正を施された後L
PF13によって高域成分を除去されてエンコーダ回路
14に与えられる。
エンコーダ回路14は、輝度信号処理部100からの輝
度信号Yと、色信号処理部200からの色差信号R−Y
およびB−Yと合成し、さらに、複合同期信号(図中C
−5YNCと略す。)を付加することによって複合映像
信号を作成し、これを!次像出力として出力する。
なお、第4図は概略図であり、実際の回路構成において
必要となる、色差信号作成に関与する線順次同時化回路
等は第4図において省略されている。
以上のような従来の撮像装置において、輝度信号の平均
レベルを検波する積分回路20および、ホワイトバラン
スのためのAWB回路21において2つの色差信号の各
々の平均レベルを検波する積分回路の各々は、入力信号
レベルを連続的に平均化する連続積分回路である。第5
図(a)は、積分回路20およびAWB回路21におい
て用いられる連続積分回路の一般的な回路図である。図
を参照して、この連続積分回路は、入力端子T1と接地
GNDとの間に設けられる、抵抗15およびコンデンサ
17の直列接続による時定数回路と、抵抗15およびコ
ンデンサ17の接続点と出力端子T2との間に設けられ
るバッファ回路(B F)18とを含む。入力端子T1
に入力された信号は、抵抗15の抵抗値およびコンデン
サ17の容量によって決まる時定数に応じて平滑化され
、バッファ回路18を介して出力端子T2から取出され
る。
第5図(b)は、第5図(a)に示されるような連続積
分回路における人出力信号の一例を示す波形図である。
第5図(a)の連続積分回路の入力端子T1に人力され
た入力信号波形が第5図(b)に示されるような矩形波
であった場合、出力端子T2から取出される出力信号は
、第5図(C)に示されるように、入力信号の平均レベ
ルV0を中心に上下にU。だけ変動する。しかし、入力
信号のレベルを検波するための積分回路では、uo#O
となるようにコンデンサ17に容量値の大きいものが用
いられ時定数回路の時定数は十分に大きく設定される。
つまり、こうすることによって、出力信号のレベルが人
力信号の平均レベルを示すようになり、人力信号を積分
することと入力信号の5μ均レベルを検波することとが
等価となる。
[発明が解決しようとする課題] 以上のように、従来の撮像装置においては自動利得制御
回路への帰還信号を作成するための回路およびホワイト
バランス制御信号、すなわち1、ホワイトバランス処理
を行なうための回路への帰還信号を作成する回路には、
共に、連続積分回路が用いられる。このため、被写体を
照らす光源の光量および色温度が周期的に変動し、その
周期が撮像素子の出力周期(サンプリング周期)1/6
0secの整数倍でない場合に作成される映像信号は輝
度レベル的および色レベル的、さらには色温度的に不連
続となる。このような映像信号から得られる再生画像に
は、いわゆるフリッカ(ちらつき)が生じるため、再生
画像は見苦しいものとなった。
光源の光量および色温度の周期的変動の代表的な例は、
50Hzの交流電源によって点灯する蛍光灯のフリッカ
である。以下、このような蛍光灯のフリッカを例にとっ
て前述のような不連続な映像信号が作成される理由につ
いて説明する。なお、説明にあたっては第6図を参照す
る。第6図は蛍光灯のフリッカ下において、不連続な映
像信号が作成される過程を簡略的に示した波形図である
一般に、蛍光灯の光量はこれを点灯させる電源の交流周
波数の2倍の周波数で変動し、これによってフリッカが
生じる。また、これに伴ない被写体の色温度も光量変動
周期と同一の周期で変動する。したがって、50Hzの
交流電源(第6(a)参照)によって点灯している蛍光
灯の光量および被写体の色温度は第6図(b)で示され
るように周波数100Hz、すなわち、1/100se
cの周期で変動する。一方、撮像素子のサンプリング周
期は1/60sec(1垂直期間−IV)である。第6
図(c)は垂直同期信号(以下、VDパルスと呼ぶ)の
波形図であり、撮像素子のサンプリング周期を示す。し
たがって、1vにおける、蛍光灯の光量の総和は蛍光灯
の光量変動の周波数100Hzと撮像素子のサンプリン
グ周波数60Hzとの最大公約数である20Hzの周波
数で、すなわち、3V (1/20sec)周期で、変
動する。このため、撮像素子の1v毎の平均蓄積電荷量
も第6図(d)に示されるように3V周期で変動する。
この結果、輝度信号レベルおよび色差信号レベルも、や
はり3V周期で変動する。さて、自動利得制御回路への
帰還信号およびホワイトバランス制御信号は、輝度信号
レベルおよび色差信号レベルが各々、連続積分回路(第
5図参照)によって積分されたものである。したがって
、この場合に得られる、自動利得制御回路への帰還信号
およびホワイトバランス制御信号は、第6図(e)で示
されるような波形の入力信号が前述の連続積分回路によ
って大きい時定数で連続的に平滑されたもの(第6図(
f))である。つまり、輝度信号および色差信号のレベ
ルが3V内においてIVごとに異なるレベルとなってい
るにもかかわらず、これに対応する期間内の、自動利得
制御回路への帰還信号およびホワイトバランス制御信号
のレベルはすべて同一レベルとなる。したがって、3V
周期で変動する輝度信号および色差信号は、各々、この
ような一定レベルの帰還信号を受ける自動利得制御回路
によってすべて同一の利得で増幅される。この結果、最
終的に得られる輝度信号および色差信号のレベルは第6
図(g)で示されるように、螢光灯の光量変動の影響を
そのまま受け、3V周期で変動する。さらに、色差信号
作成時のホワイトバランス処理はホワイトバランス制御
信号のレベルに応じて行なわれる。したがって、被写体
の色温度が3V周期で変動しているにもかかわらず、こ
のような一定レベルのホワイトバランス制御信号による
ホワイトバランス処理を施されて得られた色差信号は螢
光灯の色温度変動による被写体の色温度変動に追従しな
い。
以上のような輝度信号レベルおよび色差信号レベルの変
動ならびに色差信号の被写体の色温度に対する非追従性
によって、最終的に得られる映像信号は再生画像におい
てフリッカを発生させる不連続なものとなる。
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し光源光量
の周期的変動下においても再生画像においてフリッカを
生じさせることのない、連続な安定した映像信号を作成
できる帰還信号を作成する、帰還制御装置を提供するこ
とである。
[課題を解決するための手段] 上記のような目的を達成するために本発明にかかる、撮
像装置に用いられる帰還制御装置は、入力信号を受ける
入力端と、入力端に接続される抵抗手段と、抵抗手段に
それぞれ接続されるべき複数個の容量手段と、撮像装置
の垂直同期信号を受けて、垂直同期信号を所定数に分周
して、位相の異なる少なくとも2つのタイミング信号を
発生する分周手段と、分周手段からの少なくとも2つの
タイミング信号に基づいて、抵抗手段と複数個の容量手
段との電気的接続の組合わせを変化させる手段とを備え
た。
〔作用] 本発明にかかる帰還制御装置は上記のように構成される
ため、入力信号を受ける抵抗手段に接続される容量手段
が垂直同期信号を分周して得られるタイミング信号によ
って時間的に切換えられる。
したがって、入力信号を受ける、抵抗手段および容量手
段の直列接続、すなわち、時定数手段が時間的に異なる
ものとなる。つまり、入力信号は成る時間ごとに異なる
時定数手段によって積分される。この結果、上記のよう
な帰還制御装置に与えられた入力信号は、従来のように
時間的に連続に積分されるのではなく、時間的に分割し
て積分される、つまり、成る時間分ずつ平均化される。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す、撮像装置の映像信号
作成部の構成を示す概略ブロック図である。図を参照し
て、この映像信号作成部は従来の撮像装置の映像信号作
成部と同様に、固体撮像素子(ここではC0D)1と、
サンプルホールド回路2と、輝度信号処理部100と、
色信号処理部200と、エンコーダ回路14とを含む。
輝度信号処理部100および色信号処理部200のそれ
ぞれの内部構成は第4図に示される従来の撮像装置にお
けるものと同一である。この映像信号作成部は、さらに
従来と同様に、輝度信号処理部100内のY−AGC3
および色信号処理部200内のC−ACCIIへの帰還
信号を作成するための積分回路4と、色信号処理部20
0内のW/Bおよびマトリックス回路9への帰還信号、
すなわち、ホワイトバランス制御信号を作成するAWB
回路10とを含む。CCDIから出力される電気信号か
ら、上記一連の機能部によって最終的な映像信号が作成
されるまでの過程は、“従来の技術“において説明され
たとおりである。
しかし、積分回路4およびAWB回路10は、従来の連
続積分回路の代わりに、入力信号を時間的に分割して平
滑化する時分割積分回路を含む。
第2図は、積分回路4およびAWB回路10に含まれる
時分割積分回路の回路図である。図を参照して、この時
分割積分回路は、入力端子T1と、出力端子T2と、抵
抗15と、コンデンサC1゜C2,およびC3と、抵抗
15とコンデンサC1〜C3との間に設けられるアナロ
グスイッチ16と、抵抗15と出力端子T2との間に設
けられるバッファ回路18と、VDパルスを3分周して
位相の異なる2つのタイミングパルスAおよびBを発生
する分周器19とを含む。次に、この時分割積分回路の
動作について説明する。なお、説明にあたっては第3図
(a)〜(c)を参照する。第3図(a)〜(c)は、
分周器1つの機能を説明するための波形図である。
分周器1つは、60HzのVDパルス(第3図(a))
を3分周して3v周期で1■だけ“H”レベルとなるタ
イミングパルスA(第3図(b))およびタイミングパ
ルスAと位相が1vだけずれたタイミングパルスB(第
3図(C))を作成し、アナログスイッチ16に与える
。アナログスイッチ16は、タイミングパルスAおよび
Bに応答して、具体的にはタイミングパルスAおよびB
の各々のレベルが共に“L”の場合、タイミングパルス
Aのレベルのみが“H” レベルの場合、およびタイミ
ングパルスBのレベルのみが“H”の場合のそれぞれの
場合にコンデンサ01〜C3が一定の順序で交互に抵抗
15に接続されるように、内部の接続を切換える。した
がって、入力端子TIに入力された信号は、3v周期で
、I■ごとに異なるコンデンサおよび抵抗15によって
構成される時定数回路によって平滑化され、バッファ回
路18を介して出力端子T2から取出される。つまり、
入力端子T1に与えられる信号は3vごとに同一の時定
数回路によって1v分平滑化される。
上記のような時分割積分回路が積分回路4およびAWB
回路10に用いられることによって、光源光量の変動に
よってCCDIの1v毎の平均蓄積電荷量が3v周期で
変動する場合、たとえば被写体を照らす光源が50Hz
の交流電源によって点灯している螢光灯である場合、以
下のようにして従来と異なる映像信号が作成される。
m3図(d) 〜(h)は、光源が50Hzの交流電源
によって点灯する螢光灯である場合の、映像信号作成の
過程を示す波形図である。光源が50Hzの交流電源に
よって点灯している螢光灯である場合、先に説明したよ
うにその光源光量は1/ 100 s e c周期で変
動する(第6図(b))ため、CCDIのIV毎の弔均
蓄積電荷量は3v周期で変動する(第3図(d))。こ
れによって、積分回路4に人力される輝度信号成分のレ
ベルおよびAWB回路に入力される色差信号のレベルも
3v周期で変動する。つまり、第2図に示される時分割
積分回路への入力信号のレベルは、第3図(e)に示さ
れるようにやはり3v周期で変動する。一方、第2図に
示される時分割積1分回路において、アナログスイッチ
16は3つのコンデンサを1vごとに交互に抵抗15に
接続する。したがって、入力信号を平滑化するために用
いられるコンデンサは、たとえば、第3図(f)に示さ
れるように・・・CI、C2,CB、CI、・・・と一
定の順序で1vごとに切換えられる。これによって、第
2図に示される時分割積分回路への人力信号は、そのレ
ベル変動周期3v内の3つのレベル(図中、Ill、 
 Q、2.  m3)ごとに固有の時定数回路によって
平滑化される。つまり、同一レベルの人力信号は同一の
時定数回路によって平滑化されるため、第2図に示され
る時分割積分回路からの出力信号は第3図(g)に示さ
れるように人力信号のレベル変動を再現する。これは、
積分回路4およびAWB回路10が光源光量の変動およ
びそれに伴なう被写体の色温度変動に追随して3V周期
でレベル変動する、¥−AGC3およびC−AGCII
への帰還信号およびホワイトバランス制御信号を作成す
ることを意味する。したがって、このような帰還信号を
受けるY−AGC3およびC−AGCllはIVごとの
平均光源光量に応じた利得で輝度信号成分および色差信
号を増幅する。この結果、螢光灯のフリッカ下における
色差信号および輝度信号のレベル変動は緩和され、色差
信号および輝度信号のレベルは従来のように不連続に変
動(第6図(g)参照)しなくなり、第3図(h)で示
されるようにほぼ一定とみなせる程度に安定する。
さらに、W/Bおよびマトリックス回路9は、1vごと
の平均光源光量の変動に追従したレベルのホワイトバラ
ンス制御13号を受けるため、色差信号作成の際、光源
光量の変動に伴なう被写体の色温度の変動に追従したホ
ワイトバランス処理を行なう。この結果、色差信号は光
源のフリッカ下においても常に被写体の色温度に追従し
たものとなる。したがって、これらの輝度信号および色
差信号が合成されて作成された映像信号における輝度信
号および色差信号のレベルの連続性、さらに被写体の色
温度に対する追従性は光源のフリッカ下においても良好
となる。このため、螢光灯に代表される、フリッカを生
じる光源の照明下で撮影を行なった場合でもフリッカの
軽減された見やすい再生画像が得られる。
なお、Y−AGC3およびC−A、GCllの内部回路
は、積分回路4からの帰還信号の光源のフリッカによる
、1vごとのレベル変動に応答して、その利得が異なる
値となるような特性を有するように構成される必要があ
る。同様に、W/Bおよびマトリックス回路9の内部回
路も、光源のフリッカによる、AWB回路10からの帰
還信号、すなわち、ホワイトバランスit;すil /
7号の1Vごとのレベル変動に応答して、色信号に異な
るホワイトバランス処理を行なうような特性を有するよ
うに構成される必要がある。また、このようなY−AG
C3およびC−ACCIIの特性は積分回路4を構成す
る時分割積分回路の時定数の設定値に、W/Bおよびマ
トリックス回路9の特性はAWB回路10を構成する時
分割積分回路の時定数の設定値に、それぞれ影響される
。さらに、時分割積分回路の時定数の設定値は、IV内
における出力信号レベルの安定性にも影響を与える。し
たがって、時分割積分回路の時定数はこれらへの影響を
考慮して適切な値に設定されなければならない。
本実施例においては、時分割積分回路の時定数回路数は
3個であったがこの個数は光源のフリッカ周期に応じて
任意に選ばれてよい。また、本実施例ではアナログスイ
ッチを用いて複数のコンデンサを交互に単一の抵抗に接
続することによって時分割積分回路を作成した。しかし
、時分割積分回路の構成はこれに限定されるものではな
く、これと同一の機能を実現できる構成であればよい。
[発明の効果] 以上のように、本発明にかかる帰還制御装置によれば、
光源光量の周期的変動下においても輝度レベルおよび色
レベルが安定し、かつ、被写体の色温度に追従した映像
信号が得られる。したがって、50Hzの交流T&源で
点灯する螢光灯に代表される、フリッカを生じる光源下
の撮影においてもフリッカのない良好の再生画像が提供
される。
特に、高速シャッタ(1/100secシヤツタを除く
。)が用いられる撮像装置によれば、撮像素子の電荷蓄
積時間が短いためフリッカを生じる光源下の撮像によっ
て得られる映像信号は再生画像においてホワイトバラン
スによるフリッカを多く発生させた。したがって、その
ような高速電子シャッタ使用の撮像装置に本発明を適用
すればその効果は特に大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す撮像装置の映像信号処
理部の概略ブロック図、第2図は第1図における積分回
路およびAWB回路に含まれる時分割積分回路の一例を
示す回路図、第3図は本発明にがかる撮像装置における
、フリッカを生じる光源下での映像信号作成過程を説明
するための波形図、第4図は従来の撮像装置の映像信号
作成部の一例を示す概略ブロック図、第5図は第4図の
積分回路およびAWB回路に含まれる積分回路の一例を
示す回路図および連続積分回路の機能を説明するための
波形図、第6図は従来の撮像装置の問題点を説明するた
めの波形図である。 図において、1は撮像索子、2はサンプルホールド回路
、3はY−AGC,4および20は積分回路、5および
12はガンマ回路、6および13はLPF、7および8
は色分離サンプルホールド回路、9はW/Bおよびマト
リックス回路、10および21はAWB回路、11はC
拳AGC回路、14はエンコーダ回路、15は抵抗、1
6はアナログスイッチ、17およびC1〜C3はコンデ
ンサ、18はバッファ回路、19は分周器、100は輝
度信号処理部、200は色信号処理部である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 め3の ■ レヘ/し ′h4111 躬50 (at

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 撮像装置に用いられる帰還制御装置であって、入力信号
    を受ける入力端と、 前記入力端に接続される抵抗手段と、 前記抵抗手段にそれぞれ接続されるべき複数個の容量手
    段と、 前記撮像装置の垂直同期信号を受けて、前記垂直同期信
    号を所定数に分周して、位相の異なる少なくとも2つの
    タイミング信号を発生する分周手段と、 前記分周手段からの前記少なくとも2つのタイミング信
    号に基づいて、前記抵抗手段と前記複数個の容量手段と
    の電気的接続の組合わせを変化させる手段とを備えた、
    帰還制御装置。
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Cited By (1)

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JP2008264992A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 National Taiwan Univ Of Science & Technology 切り替えモードのある多機能ステープラー及び各モードの切り替え方法

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JPS62232278A (ja) * 1986-04-02 1987-10-12 Olympus Optical Co Ltd テレビジヨンカメラのフリツカ雑音除去装置

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