JPH0447775A - 撮像装置 - 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、光・電気変換手段を有するビデオカメラ等の
撮像装置に関する。

従来の技術 ビデオカメラ等の撮像装置には、利得調整手段、ガンマ
補正手段、自バランス調整手段が必須である。しかし、
これらの各機能は独立した回路プロ７りで実現されるた
め大きな回路規模を必要としていた。また最近、アナロ
グ・ディジタル変換手段（ΔＤ変換手段）を使用したデ
ィジタルカメラが現われたが従来のアナログカメラを単
にディジタル化しただけに終わっており、ディジタルカ
メラの長所か十分に発揮されていない。

以下従来の撮像装置について図を用いてその構成と動作
を説明する。

第４図は従来の撮像装置の一例を示すブロック図である
。図において撮像レンズ３１に入射した光は色フィルタ
２３を経て光電変換手段３２にて光・電気変換を受ける
。前記色フィルタ２０としてはたとえば第５図に示すよ
うな赤（Ｒ）１、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色フィルタが
前記光電変換手段３２の各画素上に配置されるような構
成となっている。この原色フィルタの配列は第５図の第
１のライン（矢印１）がＲＧＲ・・・と配列されておれ
ば、第２のライン（矢印２）がＧＢＧ・・・と配列され
、第３のライン（矢印３）が再び第１のラインと同じ配
列になっている。

光電変換手段３２の出力信号はバッファ装置３３を経て
３系統に分岐され、第１、第２および第３のサンプルホ
ールド手段３５．３６．３７にそれぞれ入力される。第
１のサンプルホールド手段３５に入力された信号はザン
プルボールド処理を受け、たとえばＲ信号として第１の
利得調整手段３８に入力される。第１の利得調整手段３
８に入力された信号は利得調整を受け第１のガンマ補正
手段４１に入力され、ガンマ補正を受けて第１の色温度
調整手段４４に入力される。第１の色温度調整手段４４
にてゲイン調整された信号は第１のクリップ手段５３に
て所定のレベルにクリップされてマトリックス装置４７
に入力される。第２のサンプルホールド手段３６に入力
された信号はザンプルホールド処理を受け、たとえばＧ
信号として第２の利得調整手段３９に入力される。第２
の利得調整手段３９に入力された信号は利得調整を受け
第２のガンマ補正手段４２に入力され、ガンマ補正を受
けて第２の色温度調整手段４５に入力される。第２の色
温度調整手段４５にてゲイン調整された信号は第２のク
リップ手段５４にて所定のレベルにクリップされてマト
リックス装置４７に入力される。第３サンプルホールド
手段３７に入力された信号はザンプルホールド処理を受
け、たとえばＢ信号として第１の利得調整手段４０に入
力される。第３の利得調整手段４０に入力された信号は
利得調整を受け第３のガンマ補正手段４３に入力され、
ガンマ補正を受けて第３の色温度調整手段４６に入力さ
れる。第３の色温度調整手段４６にてゲ・イン調整され
た信号は第３のクリップ手段５５にて所定のレベルにク
リップされてマトリックス装置４７に入力される。マト
リックス装置４７にてＲＧＢＹＵＶ（Ｙ：輝度信号、Ｕ
；第１の色差信号、■：第１の色差信号）変換を受け、
Ｙ信号が第１の出力端４９に、Ｕ信号が第２の出力端５
０に、■信号が第３の出力端５１に出力される。第１、
第２および第３のサンプルホールド手段３５．３６．３
７から分岐した出力信号と第１の色差信号と第２の色差
信号とが制御手段４８に入力される。制御手段４８にて
信号レベルと色温度情報に基すいて、利得調整信号とガ
ンマ補正信号と色温度調整信号とを作成し、第１、第２
および第３の利得調整手段３８．３９゜４０と第１、第
２および第３のガンマ補正手段４１゜４２、４３と第１
、第２および第３の色温度調整手段４４、４５．４６と
に入力され、利得調整、ガンマ補正特性変更、および色
温度調整を行うように構成されている。

発明が解決しようとする課題 このような上記従来の撮像装置の構成においては利得調
整、ガンマ補正特性変更、および色温度調整を実施する
ために多数の信号処理ブロックを必要とし、回路規模が
大きくなるという問題があった。

また各ブロックでの丸め誤差、計数量子化に伴う雑音混
入等による画質劣化や、γカーブが理想的に設定されに
くいため、低照度時に雑音や黒つふれが発生し易かった
。

また前記バッファ装置３３以下をディジタル化したディ
ジタルカメラも提案されているが、従来のアナログカメ
ラを単にディジタル化しただけであり、ディジタル化の
メリッｌ−が生かされていないという問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決し、簡単な構成で、より
性能の高い撮像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 上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像
レンズと光電変換手段とが同一光軸上に配置され、前記
撮像レンズを経た入射光は前記光電変換手段にて光・電
気変換を受けた後、利得調整手段と制御手段とに入力さ
れ、前記制御手段にて制御手段に入力された信号から信
号レベル情報を得て、信号レベルからガンマ補正情報と
利得補正情報とを得て、ガンマ補正情報と利得補正情報
とクリップレベルとから決定される利得調整情報を、前
記利得調整手段に入力して利得調整を行ない、出力端に
出力するように駆動される。

また、本発明はカラー撮像に対応して、撮像レンズと、
色フィルタと、光電変換手段とが同一光軸上に配置され
、前記、撮像レンズを経て入射した光は、前記色フィル
タを介して前記光電変換手段に入力されて光・電気変換
を受け、その出力信号はバッファ装置を介してアナログ
信号のまま、またはアナログ・ディジタル変換手段によ
ってアナログ・ディジタル変換を受けディジタル信号と
して３経路に分岐され、第１、第２および第３のサンプ
ルホールド手段にそれぞれ入力され、前記第１のサンプ
ルホールド手段を経た信号は第１の利得調整手段にて所
定の利得に調整された後、マトリックス装置に入力され
、前記第２のサンプルホールド手段を経た信号は第２の
利得調整手段にて、所定の利得に調整された後、前記マ
トリックス装置に入力され、前記第３のサンプルホール
ド手段を経た信号は第３の利得調整手段にて、所定の利
得に調整された後、前記マトリックス装置に入力され、
前記マトリックス装置にて輝度信号と、第１の色差信号
と、第２の色差信号とに変換され、輝度信号が第１の出
力端に出力され、第１の色差信号は第２の出力端に出力
され、第２の色差信号は第３の出力端に出力され、前記
第１、第２および第３のサンプルホールド手段から分岐
したそれぞれの出力信号と、第１の色差信号と、第２の
色差信号とが制御手段に入力され、前記制御手段の出力
信号が前記第１の利得調整手段に入力され、前記制御手
段の別の出力信号が前記第２の利得調整手段に入力され
、前記制御手段のさらに別の出力信号が前記第３の利得
調整手段に入力されるように構成されている。

なお上記においてアナログ・ディジタル変換を受けた場
合は、以後ディジタル信号として処理されるように構成
され、前記第１、第２および第３の利得調整手段として
ランダムアクセスメモリを、さらに前記制御手段として
リードオンリーメモリーまたはマイクロコンピュータを
用いることができる。

作用 本発明の固体撮像装置は、上記した構成により、利得調
整、ガンマ補正、色温度調整、クリップ等の各信号処理
を各ブロックに分けず、−括して実行するため、回路構
成が簡素になるとともに、従来のように各ブロックでの
丸め誤差、計数量子化に伴う雑音混入等による画質劣化
を回避でき、高い輝度解像度と、良好な色再現性とが得
られる。

さらに本手法による映像信号の利息制御装置をＬＳＩで
構成する場合、制御手段としてたとえばマイクロコンピ
ュタを使用すれば、ＬＳＩを新しく開発しなくてもプロ
グラム変更のみで別のシステムを構築できるためシステ
ム設計の自由度が高くなる。

実施例 以下、本発明による撮像装置の一実施例を図面を参照し
ながらその構成と動作を説明する。第１図は本発明の撮
像装置の一実施例を示すブロック図である。図において
撮像レンズ１を経て入射した光は光電変換手段２に入射
されて光・電気変換を受ける。光電変換手段２の出力信
号はバッファ装置３を介して利得調整手段１６と制御手
段１７とに入力され、制御手段１７は、入力された信号
から信号レベル情報を獲得し、信号レベルからガンマ補
正情報と利得補正情報とを得、ガンマ補正情報と利得補
正情報とクリップレベルとから決定される利得制御信号
が作成され利得調整手段１６に入力される。利得調整手
段１６にバッファ３がら入力された信号は制御手段１７
から出力される前記利得制御信号により所定の利得に制
御され、出力端１８に出力される。

第１図は白黒カメラの例を示したものであるが、カラー
カメラの場合は３系統の信号処理となる。

第２図は本発明の固体措像装置のカラーカメラにおける
実施例を示したものである。図において撮像レンズ１を
経て入射した光は、色フィルタ２゜を介して前記光電変
換手段２に入力されて光・電気変換を受ける。光電変換
手段２の出力信号はバッファ装置３を介して３経路に分
岐され、第１のサンプルボールド手段５と、第２のサン
プルボール１−′手段６と、第３のサンプルホールド手
段７とに入力される。前記第１のサンプルホールド手段
５を経た、たとえばＲ信号は第１の利得調整手段８を経
て所定の利得に調整された後、マトリックス調整］１に
入力される。第２のサンプルボールド手段６を経た、た
とえばＧ信号は第２の利得調整手段９を経て、所定の利
得に調整された後、７トリツクス装置１１に入力される
。第３のサンプルホールド手段７を経た、たとえばＢ信
号は第３の利得調整手段１０を経て、所定の利得に調整
された後、７トリツクス装置１１に入力される。７トリ
ンクス装置１１にて輝度信号Ｙと、第１の色差信号Ｕと
、第２の色差信号■とに変換され、輝度信号Ｙが第１の
出力端１３に出力され、第１の色差信号Ｕは第２の出力
端１４に出力され、第２の色差信号Ｕは第３の出力端１
５に出力される。第１のサンプルホールド手段５から分
岐した出力信号Ｒと、第２のサンプルホールド手段６か
ら分岐した出力信号Ｇと、第３のサンプルホールド手段
７から分岐した出力信号Ｂと、第１の色差信号Ｕと、第
２の色差信号■とが制御手段１２に入力される。さらに
制御手段１２の出力信号が第１の利得調整手段８に入力
され、制御手段１２の別の出力信号が第２の利１Ｓ調整
手段９に入力され、制御手段１２のさらに別の出力信号
が第３の利得調整手段に入力されるように構成されてい
る。ここで、制御手段１２ば、第１の色差信号Ｕと第２
の色差信号■とから色温度情報を獲得し、さらに第１の
サンプルホールド手段５の出力信号Ｒと、第２のサンプ
ルホールド手段６の出力信号Ｇと、第３のサンプルホー
ルド手段７の出力信号Ｂとから、信号レベル情報を得て
、制御手段１２にて色温度情報と信号レベル情報とから
ガンマ補正情報と利得補正情報と色温度補正情報とを得
る。さらにガンマ補正情報と利得補正情報と色温度補正
情報とさらにクリップレベルとから決定される利得調整
情報を、第１の利得調整手段８と第２の利得調整手段９
と、第３の利得調整鍵手段１０とに入力して利得調整を
行なうように駆動する。

また、第３図のようにバッファ装置３のあとにアナログ
・ディジタル（ＡＤ）変換装置２１を使用し、以下の信
号処理をすべてディジタル信号処理としてもよい。この
場合第１、第２および第３の利得調整鍵手段８．９．１
０をランダムアクセスメモリで構成し、制御手段１２と
してリードオンリーメモリーまたはマイクロコンピュー
タを使用すればよい。

この場合第１、第２および第３の利得調整手段８．９．
１０であるランダムアクセスメモリには制御手段１２か
ら出力されるデータを、このときのザンプルホールド回
路５，６．７からの入力信号をアドレスとして記憶して
おき、この記憶された信号を読み出し、利得制御を行う
ことができる。

また、本発明の実施例においてＲ，Ｇ、Ｂの原色信号処
理について説明したが前記色フィルタとして補色フィル
タを使用し以下の処理を補色信号処理としてもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明の映像信号の利得制御装置は
、上記のような構成により、利得調整、ガンマ補正、色
温度調整、クリップ等の各信号処理を一括して実行する
ため、回路構成が簡素になるとともに、従来のように各
ブロックでの丸め誤差、計数量子化に伴う雑音混入等に
よる画質劣化を回避でき、高い輝度解像度と、良好な色
再現性とが得られる。

さらに本手法による映像信号の利得制御装置を１．３１
で構成する場合、制御手段としてたとえばマイクロコン
ピュータを使用すれば、ＬＳＩを新しく開発しなくても
プログラム変更のみで別のシステムを構築できるためシ
ステム設計の自由度が高く、開発効率が向上するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の撮像装置の一実施例を示すブロック図
、第２図は同じく他の実施例を示すブロック図、第３図
は同じくさらに他の実施例を示すブロック図、第４図は
従来例の撮像装置を示すブロック図、第５図は色フィル
タ配列の一例を示す説明図である。 １・・・・・・撮影レンズ、２・・・・・・光電変換手
段、１６・・・・・・利得調整手段、１７・・・・・・
制御手段、１８・・・・・・出力端。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像レンズと光電変換手段とが同一光軸上に配置
   され、前記撮像レンズを経た入射光は前記光電変換手段
   にて光・電気変換を受けた後、利得調整手段と制御手段
   とに入力され、前記制御手段にて入力された信号から信
   号レベル情報を獲得し、前記信号レベル情報からガンマ
   補正情報と利得補正情報とを得、ガンマ補正情報と利得
   補正情報とクリップレベルとから決定される利得調整情
   報を、前記利得調整手段に入力して利得調整を行ない、
   出力端に出力するように構成した撮像装置。
2. （２）撮像レンズと、色フィルタと、光電変換手段とが
   同一光軸上に配置され、前記撮像レンズを経て入射した
   光は、前記色フィルタを介して前記光電変換手段に入力
   されて光・電気変換を受け、その出力信号は３経路に分
   岐され、第１、第２および第３のサンプルホールド手段
   のそれぞれに入力され、前記第１のサンプルホールド手
   段を経た信号は第１の利得調整手段にて所定の利得に調
   整された後、マトリックス装置に入力され、前記第２の
   サンプルホールド手段を経た信号は第２の利得調整手段
   にて所定の利得に調整された後、前記マトリックス装置
   に入力され、前記第３のサンプルホールド手段を経た信
   号は第３の利得調整手段にて所定の利得に調整された後
   、前記マトリックス装置に入力され、前記マトリックス
   装置にて輝度信号と、第１の色差信号と、第２の色差信
   号とに変換され、輝度信号は第１の出力端に、第１の色
   差信号は第２の出力端に、第２の色差信号は第３の出力
   端にそれぞれ出力され、前記第１、第２および第３のサ
   ンプルホールド手段とそれぞれから分岐した出力信号と
   、前記第１の色差信号と、前記第２の色差信号とが制御
   手段に入力され、前記制御手段の出力信号が前記第１の
   利得調整手段に入力され、前記制御手段の別の出力信号
   が前記第２の利得調整手段に入力され、前記制御手段の
   さらに別の出力信号が前記第３の利得調整手段に入力さ
   れるように構成された撮像装置。
3. （３）制御手段が、第１、第２および第３のサンプルホ
   ールド手段のそれぞれの出力信号から信号レベル情報を
   得て、制御手段にて前記信号レベル情報からガンマ補正
   情報と利得補正情報とを得て、ガンマ補正情報と利得補
   正情報とクリップレベルとから決定される利得調整情報
   を、第１、第２および第３のそれぞれの利得調整御手段
   に入力して利得調整を行なう請求項（２）記載の撮像装
   置。
4. （４）制御手段が、第１の色差信号と第２の色差信号と
   から色温度情報を得て、第１、第２および第３のサンプ
   ルホールド手段のそれぞれの出力信号から信号レベル情
   報を得て、制御手段にて前記色温度情報と前記信号レベ
   ル情報とからガンマ補正情報と利得補正情報と色温度補
   正情報とを得て、ガンマ補正情報と利得補正情報と色温
   度補正情報とクリップレベルとから決定される利得調整
   情報を、第１、第２および第３の利得調整御手段のそれ
   ぞれに入力して利得調整を行なう請求項（２）記載の撮
   像装置。
5. （５）撮像レンズと、色フィルタと、光電変換手段とが
   同一光軸上に配置され、前記、撮像レンズを経て入射し
   た光は、前記色フィルタを介して前記光電変換手段に入
   力されて光・電気変換を受け、その出力信号はアナログ
   ・ディジタル変換手段によりアナログ・ディジタル変換
   を受けディジタル信号として３経路に分岐されて出力さ
   れ、第１、第２および第３のサンプルホールド手段のそ
   れぞれに入力され、前記第１のサンプルホールド手段を
   経た信号は第１の利得調整手段にて所定の利得に調整さ
   れた後、マトリックス装置に入力され、前記第２のサン
   プルホールド手段を経た信号は第２の利得調整手段にて
   所定の利得に調整された後、前記マトリックス装置に入
   力され、前記第３のサンプルホールド手段を経た信号は
   第３の自動利得調整手段にて所定の利得に調整された後
   、前記マトリックス装置に入力され、前記マトリックス
   装置にて輝度信号と、第１の色差信号と、第２の色差信
   号とに変換され、輝度信号が第１の出力端に、第１の色
   差信号は第２の出力端に、第２の色差信号は第３の出力
   端にそれぞれ出力され、前記第１、第２および第３のサ
   ンプルホールド手段からそれぞれ分岐した出力信号と、
   第１の色差信号と、第２の色差信号とが制御手段に入力
   され、前記制御手段の出力信号が前記第１の利得調整手
   段に入力され、前記制御手段の別の出力信号が前記第２
   の利得調整手段に入力され、前記制御手段のさらに別の
   出力信号が前記第３の利得調整手段に入力されるように
   構成された撮像装置。
6. （６）制御手段が、第１および第２の色差信号から色温
   度情報を得て、第１、第２および第３のサンプルホール
   ド手段のそれぞれの出力信号から、信号レベル情報を得
   て、前記制御手段にて色温度情報と信号レベル情報とか
   らガンマ補正情報と利得補正情報と色温度補正情報とを
   得て、ガンマ補正情報と利得補正情報と色温度補正情報
   とクリップレベルとから決定される利得調整情報を、第
   １、第２および第３の利得調整手段のそれぞれに入力し
   て利得調整を行なう請求項（５）記載の撮像装置。
7. （７）第１、第２および第３の利得調整手段としてラン
   ダムアクセスメモリを使用し、制御手段としてリードオ
   ンリメモリを使用する請求項（５）記載の撮像装置。
8. （８）第１、第２および第３の利得調整手段としてラン
   ダムアクセスメモリを使用し、制御手段としてマイクロ
   コンピュータを使用する請求項（５）記載の撮像装置。
9. （９）第１、第２および第３の利得調整手段としてラン
   ダムアクセスメモリを使用し、制御手段から出力される
   データを第１、第２および第３のサンプルホールド回路
   からの入力信号をアドレスとして前記第１、第２および
   第３の利得調整手段に記憶し、前記アドレスをもとに記
   憶された信号を読み出し、利得制御を行う請求項（５）
   記載の撮像装置。