JPH05347730A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH05347730A
JPH05347730A JP4177759A JP17775992A JPH05347730A JP H05347730 A JPH05347730 A JP H05347730A JP 4177759 A JP4177759 A JP 4177759A JP 17775992 A JP17775992 A JP 17775992A JP H05347730 A JPH05347730 A JP H05347730A
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aperture
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gain
signal
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Masashi Kantani
正史 乾谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンズ,絞りおよび固体電子撮像素子を小型
化しても,絞りにおける光の回折による影響を除去して
鮮明な画像を撮影できる撮像装置を提供する。 【構成】 固体電子撮像素子13から出力される映像信号
から輝度信号成分を抽出する輝度信号抽出回路15,上記
輝度信号抽出回路から出力される輝度信号に輪郭強調処
理を施す輪郭強調回路17,18,上記輪郭強調回路の出力
信号を増幅する可変ゲイン増幅回路20,上記可変ゲイン
増幅回路におけるゲインを,絞り12の開口値に応じて絞
りの開口値が大きくなるほど大きくして絞りの開口を通
過する光量に対する固体電子撮像素子のレスポンスが開
口値にかかわらずほぼ同じになるように制御するゲイン
制御手段30,および上記輝度信号抽出回路から出力され
る輝度信号と上記可変ゲイン増幅回路から出力される信
号とを合成する合成回路21を備え,絞り開口値に対応し
た輪郭強調信号の増幅により,絞り開口における光の回
折の影響を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】この発明は,固体電子撮像素子を使用する
スチル・ビデオ・カメラおよびムービ・ビデオ・カメラ
を含む撮像装置に関する。
【0002】
【背景技術】近年,固体電子撮像素子としてCCDセン
サを用いたいわゆるCCDカメラが普及している。そし
て,このCCDカメラの小型化の傾向に伴って,内蔵す
るレンズ,絞りおよびCCDセンサ等の小型化が要求さ
れてきている。
【0003】しかし,これらレンズ,絞りおよびCCD
センサの小型化に伴い,レンズの絞り開口における光の
回折の影響が大きくなり,解像度が低下してしまうとい
う問題が生じてきている。
【0004】表1は,1/4インチCCDセンサ(有効
画面サイズ3.6mm ×2.7mm )における絞り開口値(Fナ
ンバ)と空間周波数特性(モジュレーション・トランス
ファ・ファンクション)(以下MTFという;MTF=
Modulation Transfer Function) の関係を示している。
【0005】
【表1】
【0006】また,図7は表1をグラフに表わしたもの
である。なお,表1および図7の1/4インチCCDの
設計時の解像度は,1000TV本(=185.3 本/mm)であ
る。
【0007】この表1および図7から分る通り,絞りの
開口値(Fナンバ)が大きくなるほど光の回折の影響が
大きくなり,解像度の低下が急激となる。例えば,FNO.
32の絞りでは,解像度が約330 TV本の位置で絞りの開
口を通過する光量に対するCCDのレスポンスH(S) が
ほぼ零になる。
【0008】
【発明の概要】この発明は,レンズ,絞りおよび固体電
子撮像素子を小型化しても鮮明な画像を撮影できる撮像
装置を提供することを目的とする。
【0009】この発明による撮像装置は,上記目的を達
成するために,絞りと,絞りの開口を通して入射する光
像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子とを
含む撮像光学系を備えた撮像装置において,上記固体電
子撮像素子から出力される映像信号から輝度信号成分を
抽出する輝度信号抽出回路,上記輝度信号抽出回路から
出力される輝度信号に輪郭強調処理を施す輪郭強調回
路,上記輪郭強調回路の出力信号を増幅する可変ゲイン
増幅回路,上記可変ゲイン増幅回路におけるゲインを,
上記絞りの開口値に応じて絞りの開口値が大きくなるほ
ど大きくして絞りの開口を通過する光量に対する固体電
子撮像素子のレスポンスが上記絞りの開口値にかかわら
ずほぼ同じになるように制御するゲイン制御手段,およ
び上記輝度信号抽出回路から出力される輝度信号と上記
可変ゲイン増幅回路から出力される信号とを合成する合
成回路を備えている。
【0010】上記撮像装置は,可変ゲイン増幅回路のゲ
インがゲイン制御手段によって絞りの開口値が大きくな
るほど大きくなり,絞りの開口を通過する光量に対する
固体電子撮像素子のレスポンスが開口値にかかわらずほ
ぼ一定に保たれるように制御される。そして,輝度信号
抽出回路によって映像信号から抽出され,輪郭強調回路
によって輪郭強調処理された輝度信号が上記のようにゲ
イン制御される可変ゲイン増幅回路によって増幅され
る。
【0011】従って,絞りにおける光の回折により,固
体電子撮像素子からの映像信号のレベルが低下する場合
でも,その時の絞りの開口値が大きくなるに従って輪郭
強調された輝度信号を増幅するためのゲインを大きくす
ることにより,絞りの開口値に対応した映像信号のレベ
ル低下の補償が可能となる。
【0012】この発明の好ましい実施態様においては,
上記ゲイン制御手段が,解像度1TV本から200 TV本
前後の範囲において上記レスポンスがほぼ一定に保たれ
るように,上記可変ゲイン増幅回路のゲインが制御され
る。
【0013】これは,上記のような輪郭強調された輝度
信号を用いたレベル低下補償を,人間が視覚的に最も鮮
鋭感を感じる解像度200 TV本前後までの範囲において
行えば,最も効果的であるからである。
【0014】以上のように,この発明による撮像装置に
よれば,CCD等の固体電子撮像素子が小型化して絞り
開口における光の回折の影響が増大して固体電子撮像素
子から出力される映像信号のレベルが低下する場合で
も,絞りの開口値に対応した輪郭強調を行うことによ
り,鮮明な画像の撮影が可能となる。
【0015】
【実施例】以下,この発明を,図面に示す実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。
【0016】図1は,この発明による撮像装置の実施例
を示すブロック図である。
【0017】図1において,撮像光学系10は撮像レンズ
11,絞り12およびCCDセンサ(固体電子撮像素子)13
から構成され,このCCDセンサ13から出力される映像
信号は,前置増幅回路14を介して色分離回路(輝度信号
抽出回路)15に入力される。色分離回路15は映像信号を
輝度信号(Y信号)と色度信号(C信号)に分離する。
色分離回路15から出力される輝度信号は,輝度信号用ガ
ンマ補正回路16,水平方向輪郭強調回路(輪郭強調回
路)17および垂直方向輪郭強調回路(輪郭強調回路)18
に入力される。
【0018】水平方向輪郭強調回路17で水平方向輪郭強
調されることにより得られる信号および垂直方向輪郭強
調回路18で垂直方向輪郭強調されることにより得られる
信号は第1合成回路19で互いに加算されて合成される。
この合成信号は可変ゲイン増幅回路(以下AGC回路と
いう)20で増幅され.第2合成回路21に与えられる。
【0019】第2合成回路21では,AGC回路20からの
合成信号とガンマ補正回路16でガンマ補正された輝度信
号とが互いに加算されて合成される。
【0020】また,色分離回路15から出力される色度信
号(C信号)は,色度信号用ガンマ補正回路22に与えら
れてガンマ補正された後,マトリックス回路23で色差信
号R−Y,B−Yに変換され変調回路24に入力される。
【0021】色差信号R−Y,B−Yは変調回路24で変
調された後,第3合成回路22に与えられ,この第3合成
回路25で同期信号発生回路(図示せず)から与えられる
同期信号および第2合成回路21から与えられる合成信号
と加算される。変調回路24,第3合成回路25および同期
信号発生回路からNTSCエンコーダが構成される。そ
して,この第3合成回路25からNTSC方式の映像信号
が出力される。
【0022】CPU(ゲイン制御手段)30は,測光素子
33の測光値に基づいて絞りの開口値(Fナンバ)を決定
し,撮像光学系10の絞り12を制御するアイリス・コント
ロール回路31に指令信号を出力する。アイリス・コント
ロール回路31は,この指令信号に応答して絞り12の開口
値がCPU30で設定された値になるように絞り12を制御
する。CPU30はまた,設定した開口値に対応するAG
C回路20のゲインをLUT(ルック・アップ・テーブ
ル)32から検索してそのゲインとなるようにAGC回路
20のゲイン制御を行う。
【0023】LUT32に記憶されるAGC回路20のゲイ
ンは,以下のように設定される。
【0024】図2は,解像度200 TV本において,MT
FレスポンスH(S) 対絞り開口値(Fナンバ)の関係を
実測しプロットしたものである。この図2から求められ
る関数の逆数をプロットしたものが図3である。この図
3の横軸は絞りの開口値を,縦軸はAGC回路20のゲイ
ンを示している。LUT32には,図3のような関数から
求められる絞り開口値にそれぞれ対応するゲインを記憶
する。
【0025】ここで,上述のように,ゲインの設定を解
像度200 TV本を基準に行ったのは,人間が視覚的に最
も鮮鋭感を感じるのが解像度200 TV本前後だからであ
る。
【0026】AGC回路20では,CPU30によって設定
されたゲインにしたがって第1合成回路19から与えられ
る合成された輪郭強調信号の増幅を行う。すなわち,A
GC回路20から出力される輪郭強調信号βは,図5に示
すように解像度が増加するにしたがって増加し解像度20
0 TV本付近で最大値をとりその後減少するような大き
さの信号になるとともに,絞り開口値が大きいほどレベ
ルが大きくなる。
【0027】従って,輝度信号用ガンマ補正回路16から
出力される図4に示す特性をもつ輝度信号αと図5に示
す特性をもつAGC回路20からの輪郭強調信号βとが第
2合成回路21で加算されると,図6に示すように解像度
200 TV本までは絞り開口値にかかわらず絞りの開口を
通過する光量に対するCCDのレスポンスがほぼ一定の
MTF特性を得ることができる。
【0028】以上のように,絞り開口値に対応して輪郭
強調信号の増幅を行うことにより,小型の固体電子撮像
素子を用いた場合にも絞りの開口における光の回折の影
響を除くことができる。
【0029】輪郭強調された信号のゲインの制御は,厳
密に解像度200 TV本で行う必要は無く,解像度200 T
V本前後であればよい。さらに言えば,人間が視覚的に
最も鮮鋭度を感じる鮮鋭度付近まで行えばよい。
【0030】また,上記実施例は絞り12の開口値がCP
U30およびアイリス・コントロール回路31によって自動
的に制御される自動露出のCCDカメラについて説明を
行ったが,この発明は絞りの開口値を手動で設定するC
CDカメラについても適用できるのは言うまでもない。
絞りの開口値を手動で設定するCCDカメラの場合に
は,設定された絞りの開口値をCPU30によって検出
し,これに基づいて上述したのと同様な輪郭強調信号の
増幅制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】1/4インチCCDの解像度200 TV本におけ
る絞り開口値とMTFレスポンスとの関係を示すグラフ
である。
【図3】絞り開口値とAGC回路のゲインとの関係を示
すグラフである。
【図4】絞り開口値をパラメータとしてガンマ補正され
た輝度信号のレベルの解像度に対する変化を示すグラフ
である。
【図5】増幅後の輪郭強調信号のレベルの解像度に対す
る変化を示すグラフである。
【図6】図4に示す特性をもつ輝度信号と図5に示す特
性をもつ輪郭強調信号とが加算されることにより得られ
る合成信号のMTF特性を示すグラフである。
【図7】1/4インチCCDのMTF特性を示すグラフ
である。
【符号の説明】
12 絞り 13 CCD(固体電子撮像素子) 17 水平方向輪郭強調回路(輪郭強調信号回路) 18 垂直方向輪郭強調回路(輪郭強調回路) 19 第1合成回路 20 AGC回路(可変ゲイン増幅回路) 21 第2合成回路 30 CPU(ゲイン制御手段) 31 アイリス・コントロール回路 32 LUT

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絞りと,絞りの開口を通して入射する光
    像を映像信号に変換して出力する固体電子撮像素子とを
    含む撮像光学系を備えた撮像装置において, 上記固体電子撮像素子から出力される映像信号から輝度
    信号成分を抽出する輝度信号抽出回路, 上記輝度信号抽出回路から出力される輝度信号に輪郭強
    調処理を施す輪郭強調回路, 上記輪郭強調回路の出力信号を増幅する可変ゲイン増幅
    回路, 上記可変ゲイン増幅回路におけるゲインを,上記絞りの
    開口値に応じて絞りの開口値が大きくなるほど大きくし
    て絞りの開口を通過する光量に対する固体電子撮像素子
    のレスポンスが上記絞りの開口値にかかわらずほぼ同じ
    になるように制御するゲイン制御手段,および上記輝度
    信号抽出回路から出力される輝度信号と上記可変ゲイン
    増幅回路から出力される信号とを合成する合成回路, を備えた撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記ゲイン制御手段が,解像度1TV本
    から200 TV本前後の範囲において上記レスポンスがほ
    ぼ一定に保たれるように,上記可変ゲイン増幅回路のゲ
    インを制御する請求項1に記載の撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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