JPH06335009A

JPH06335009A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH06335009A
Application number: JP5122322A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Doi; 博土肥
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1994-12-02
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JP3404800B2

Abstract

(57)【要約】【目的】３板カメラの緑色を扱うＣＣＤの出力レベル
を低減し、Ｒ、Ｇ、ＢそれぞれのＣＣＤの出力レベルの
バランスをとることにより、ホワイトバランス部におけ
るゲインアップを最小限に抑え、輝度信号のＳ／Ｎを向
上させる。【構成】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１で
集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプリ
ズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１５、
１６に分割されＣＣＤ１７、１８、１９に入射する。こ
の時ＮＤフィルター１１０でＧの光１５の光量を制限す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】民生用ビデオカメラの高画質化、低価格
化が進み、従来業務用にしか用いられなかった３板カメ
ラの民生展開がなされつつある。

【０００３】以下に図１１〜１３を用い、従来の３板カ
メラの一例を述べる。図１１は、従来の３板カメラの概
略を示すものである。図１１で１０は入射光、１１はレ
ンズ、１２は絞り、１３はダイクロイックプリズム、１
４、１５、１６はそれぞれダイクロイックプリズム１
３で分割した赤（以下Ｒ）、緑（以下Ｇ）、青（以下
Ｂ）の色光、１７、１８、１９はそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの
入射光を電気信号に変換するＣＣＤ撮像素子（以下ＣＣ
Ｄ）、２０はＣＤＳ部、２１、２２はそれぞれＢ、Ｒの
信号のホワイトバランス（以下ＷＢ）をとるためのホワ
イトバランス部、２３はγ処理部、２４は輝度信号処理
部、２５は色信号処理部、２６はビデオ信号形成部、２
７はＷＢコントロール部、２８はビデオ信号出力端、２
９はＣＣＤ駆動パルス発生部である。

【０００４】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１
で集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプ
リズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６に分割してＣＣＤ１７、１８、１９に入射す
る。ＣＣＤ１７、１８、１９ではそれぞれ、被写体情報
を持つＲ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１５、１６を電気
信号に変換、ＣＣＤ駆動パルス発生部２９から発生する
ＣＣＤ駆動パルスに同期して信号を出力し、ＣＤＳ回路
２０でＣＣＤ固有のノイズであるリセットノイズを除去
し、ＷＢ部２１、２２に送出する。ＷＢ部２１、２２で
は光源の色温度の変化による無彩色部に色付きを防止す
るため、無彩色である関係式（数１）の関係が成り立つ
ように、後で述べるＷＢコントロール部２７からのコン
トロール信号により無彩色部のＧ信号レベルに対する
Ｒ、Ｇ信号のレベルを等しくする制御を行なう。この制
御をＷＢ制御という。

【０００５】

【数１】

【０００６】ＷＢをとった信号をγ処理回路２３にてγ
処理を施し、輝度信号処理部２４、色信号処理部２５に
送る。輝度信号処理部２４ではＲ、Ｇ、Ｂ各信号に（数
２）なる処理を施して輝度信号を形成する。色信号処理
部２５ではＲ、Ｇ、Ｂ各信号に（数３）（数４）なる処
理を施して色差信号を形成する。

【０００７】

【数２】

【０００８】

【数３】

【０００９】

【数４】

【００１０】輝度信号処理部２４を出力する輝度信号、
色信号処理部２５を出力する色差信号をビデオ信号形成
部２６に入力し、ビデオ信号にふさわしい形に変換して
出力端２８から出力する。一方、色信号処理部２５では
無彩色部におけるＧ信号に対するＲ、Ｇ信号のレベルを
検知し、その情報をＷＢコントロール部２７に送る。Ｗ
Ｂコントロール部２７では与えられた情報を基にＷＢ部
２１、２２にコントロール信号を送り無彩色部における
Ｒ、Ｂ信号レベルをＧ信号レベルと等しくする。

【００１１】図１２は上述のダイクロイックプリズム１
３とＣＣＤ１７、１８、１９周辺の構成を拡大したもの
であり、図１１と同じ箇所は同一の番号を添付し、説明
も省略する。図１２で３０、３１、３２は個々のガラス
部材で、この三つを組み合わせてダイクロイックプリズ
ム１３を構成している。３３はＢ信号のみを反射する色
分離フィルター、３４はＲ信号のみを反射する色分離フ
ィルターである。ダイクロイックプリズム１３のガラス
部材３０に入射した入射光１０を色分離フィルター３３
でＢ信号のみ反射させ、ＣＣＤ１９に入射してＢの情報
を持つ電気信号に変換する。色分離フィルター３３を透
過したＲ、Ｇ信号を色分離フィルター３４でＢ信号のみ
反射させ、ＣＣＤ１７に入射しＲの情報を持つ電気信号
に変換される。最後に残ったＧ信号はＣＣＤ１８に入射
してＧの情報を持つ電気信号に変換する。

【００１２】次に図１３を用い、光源の色温度と無彩色
部におけるＣＣＤ１７、１８、１９の出力信号レベルの
関係について説明する。図１３は横軸に光源の色温度、
縦軸にＧ信号レベルに対するＲ、Ｂ信号の比を示してお
り、４０はＲ／Ｇの変化、４１はＢ／Ｇの特性の一例を
表している。図１３で一般的に用いられる光源の色温度
の変動の範囲（約２８００゜K〜７５００゜K程度）におい
てＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇが１より小さいことから、ＣＣＤ１
７、１８、１９の出力レベルはＧ信号のレベルがＲ、Ｂ
信号のレベルに比べて大きいことがわかる。従って、Ｗ
ＢをとるためにＷＢ部２１、２２では、ＷＢコントロー
ル部２７からのコントロール信号により無彩色部におけ
るＲ、Ｂの信号のレベルをＧの信号レベルに等しくなる
ように、Ｒ、Ｂ信号のゲインアップを行なう。例えば図
１３で光源の色温度が４０００゜Kの場合、Ｒ／Ｇ、Ｂ／
Ｇはそれぞれ０．５０、０．３３であるので、ＷＢ部２
１では２倍のゲインアップを、２２では３倍のゲインア
ップを行なう。

【００１３】一般的に同一レベルの２つの信号を加算す
ると、信号レベルは６ｄＢアップするのに対しノイズレ
ベルは３ｄＢしかアップしないため、相対的にＳ／Ｎは
３ｄＢ向上することが知られている。３つのＣＣＤから
出力するＲ、Ｇ、Ｂの信号を加算して輝度信号を形成す
るときも同様に、単一のＣＣＤから出力する信号に比べ
Ｓ／Ｎが向上することが期待される。今、ＣＣＤ１７、
１８、１９が同じノイズレベルｎを持ち、回路系でのノ
イズ発生がないと仮定した場合（一般に回路全体のノイ
ズはＣＣＤのノイズが支配的である）、輝度信号処理部
２４で（数２）なる処理を施せば、色温度４０００゜Kに
おける輝度信号のノイズレベルＮは（数５）のようにな
る。

【００１４】

【数５】

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、ＷＢ部２１でＲの信号に対して２倍のゲ
インアップを、２２ではＢの信号に対して３倍のゲイン
アップを行なうので、トータルのノイズレベルはＣＣＤ
単体のノイズレベルとほとんど変わらず、期待にそぐわ
ない。

【００１６】また業務用カメラ等では、色温度に対応し
てユーザーが交換する色温度変換フィルターをダイクロ
イックプリズムの前面に配置してＲ、Ｇ、Ｂの信号レベ
ルのバランスをとることもあるが、色温度に対応してユ
ーザーが色温度変換フィルターを交換しなければならな
い、高価で形状も大きくなる、等の理由で民生用ビデオ
カメラに用いることはできない。

【００１７】本発明は上記のような課題を解決するもの
で、出力レベルのバランスがとれたビデオカメラを提供
することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明では、撮像レンズを通過した入射光を赤色、
緑色、青色の３原色に分割する色分割手段と、色分割手
段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変換
する光電変換手段と、光電変換手段で変換した電気信号
を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号形成手
段を有するビデオカメラであって、緑色を電気信号に変
換する光電変換手段の前面に光量を制限する光量制限手
段を有する。

【００１９】また、光電変換手段はマトリクス状に配列
した単位撮像画素の集合からなり、各単位撮像画素上に
はレンズ状の集光手段が配置してあるビデオカメラであ
って、緑色光を光電変換する光電変換手段のみ単位画素
上の集光手段を配置しないことを特徴とする。

【００２０】さらに、緑色光電変換手段に蓄積する信号
電荷の蓄積時間を制限する蓄積時間制限手段を有する。

【００２１】さらに、緑色光電変換手段に蓄積する信号
電荷の蓄積時間を色温度判別手段から出力する色温度情
報に合わせて制御する蓄積時間制御手段を有する。

【００２２】さらに、緑色を電気信号に変換する光電変
換手段の前面に色温度判別手段から出力する色温度情報
に合わせて透過率を変化せしめる透過率制御手段を有す
ることを特徴とするビデオカメラを提案する。

【００２３】

【作用】上述の手段によりＧのＣＣＤの感度を小さく
し、Ｇの信号レベルを低減することができ、Ｒ、Ｇ、Ｂ
それぞれのＣＣＤの出力信号レベルのバランスをとるこ
とができる。

【００２４】

【実施例】本発明のビデオカメラの構成について説明す
る前に、本発明を構成するための考え方についての説明
を行う。

【００２５】３つのＣＣＤの出力を加算して形成した輝
度信号のＳ／Ｎを向上させるためには、Ｒ、Ｂにおける
ゲインアップを抑える必要があり、そのためにはＧの信
号レベルに対するＲ、Ｂの信号レベルを向上させる必要
がある。その手段として、ＧのＣＣＤにおける光電変換
さの感度を何等かの方法で低減してＧの信号レベルを抑
えてやり、相対的にＲ、Ｂの信号レベルを向上させる方
法が考えられる。今、例えばＧに入射する信号レベルを
２／３に抑えるとすれば、その時の出力信号レベルと色
温度の関係は図１のようになる。図１で、１００はＲ／
Ｇ、１０１はＢ／Ｇの特性の一例を表している。図１３
と比較すれば、Ｇの信号レベルを２／３に抑えているの
で相対的にＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇのレベルが３／２倍アップし
ている。従って、色温度が４０００゜Kの場合、Ｒ／Ｇ、
Ｂ／Ｇはそれぞれ０．７５、０．５０になり、図１１の
ＷＢ部２１では１．３３倍のゲインアップを、２２では
２倍のゲインアップを行えばよい。従来例と同様に、色
温度４０００゜Kにおける輝度信号のノイズレベルＮを求
めると（数６）である。

【００２６】

【数６】

【００２７】即ち、（数７）の計算からもわかるよう
に、Ｇの信号レベルを抑えない場合に比べ約１．６ｄＢ
のＳ／Ｎ改善効果があることがわかる。

【００２８】

【数７】

【００２９】さて、以下に本発明のビデオカメラの構成
について図２〜図１０を用いて、４つの例をあげて説明
を行う。

【００３０】（実施例１）第１の実施例として、ＧのＣ
ＣＤの前面に入射する光量を制限する媒体を配置し、Ｇ
のＣＣＤにおける感度を低減させＧの信号レベルを抑え
る方法を提示する。本発明の方式を図２〜３を用いて説
明する。図２は本発明のビデオカメラの構成を示すも
の、図３は本発明のビデオカメラに用いるダイクロイッ
クプリズムとＣＣＤ周辺の構成を拡大したものであり、
図１１、図１２と同じ箇所は同一の番号を添付し説明も
省略する。図２で１１０はＧのＣＣＤに入射する光量を
制限するための光量制限フィルター（以下ＮＤフィルタ
ー）である。図３（ａ）は図２に示した本発明のビデオ
カメラのダイクロイックプリズムとＣＣＤ周辺の構成を
拡大したものである。図３（ｂ）はＧのＣＣＤに面する
ガラス部材１１１そのものにＮＤフィルターを適応した
場合であり、部品点数を（ａ）の場合に比べ削減するこ
とができる。

【００３１】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１
で集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプ
リズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６に分割されＣＣＤ１７、１８、１９に入射す
る。この時ＮＤフィルター１１０でＧの光１５の光量を
制限する。ＣＣＤ１７、１８、１９ではそれぞれ被写体
情報を持つＲ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１５、１６を
電気信号に変換、ＣＣＤ駆動パルス発生部２９から発生
するＣＣＤ駆動パルスに同期して信号を出力し、ＣＤＳ
回路２０でＣＣＤ固有のノイズであるリセットノイズを
除去し、ＷＢ部２１、２２に送出する。ＷＢ部２１、２
２では、ＷＢコントロール部２７からのコントロール信
号により無彩色部のＧ信号レベルに対するＲ、Ｇ信号の
レベルを等しくするようにＷＢ制御を行なう。ＷＢをと
った信号をγ処理回路２３にてγ処理を施し、輝度信号
処理部２４、色信号処理部２５に送り、輝度信号、色差
信号を形成する。輝度信号処理部２４を出力する輝度信
号、色信号処理部２５を出力する色差信号をビデオ信号
形成部２６に入力し、ビデオ信号にふさわしい形に変換
して出力端２８から出力する。一方色信号処理部２５で
は無彩色部におけるＧ信号に対するＲ、Ｇ信号のレベル
を検知し、その情報をＷＢコントロール部２７に送る。
ＷＢコントロール部２７では与えられた情報を基にＷＢ
部２１、２２にコントロール信号を送り無彩色部におけ
るＲ、Ｂ信号レベルをＧ信号レベルと等しくする。

【００３２】本実施例のビデオカメラではＧのＣＣＤに
入射する光量をＮＤフィルター１１０で制限するため相
対的にＧのＣＣＤの出力信号レベルを低くすることがで
き、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号レベルのバランスがとれ、従っ
て、ＷＢ部２１、２２で行なうＷＢ制御のためのＲ、Ｂ
信号に対するゲインアップを抑えることができ、その結
果、輝度信号Ｓ／Ｎを向上することができる。

【００３３】（実施例２）第２の実施例として、ＣＣＤ
の単位画素上に形成される集光レンズ（以下オンチップ
レンズ）をＲ、ＢのＣＣＤに採用し、ＧのＣＣＤには採
用しないことにより、相対的にＧの信号レベルを低減す
る方法を提示する。

【００３４】本実施例を図４〜５を用いて説明する。図
４は本発明のビデオカメラの構成を示すものであり、図
１１と同じ箇所は同一の番号を添付し、説明も省略す
る。図５は本発明のビデオカメラのＲ、Ｂの信号系に用
いるＣＣＤの構成を拡大したものである。図４で、１２
０、１２１はそれぞれＢ、Ｒの光学情報を電気信号に変
換するＣＣＤであり、ＣＣＤの単位画素上にはオンチッ
プレンズが形成されている。１２２はＧの光学情報を電
気信号に変換するＣＣＤであり、ＣＣＤの単位画素上に
はオンチップレンズが形成されていない。

【００３５】図５はオンチップレンズ付きＣＣＤの単位
画素周辺の断面を表したものである。図５で１３０はオ
ンチップレンズ、１３１は遮光膜、１３２は信号電荷読
み出しゲート、１３３は信号電荷読み出しパルス入力
端、１３４はＰＮ接合からなる光電変換部、１３５は垂
直転送段、１３６はストッパー層、１３７はＰウェル、
１３８はＮ型基板である。

【００３６】オンチップレンズ１３０で集光した被写体
光を、光電変換部１３４で電気信号に変換し、信号電荷
読み出しパルス入力端１３３から入力する信号電荷読み
出しパルスにより信号電荷読み出しゲート１３２に与え
る電圧に同期して垂直転送段１３５に送り、最終的にＣ
ＣＤ外部に送出してビデオ信号に変換する。オンチップ
レンズの形成されたＣＣＤはその形状にもよるが、形成
されていないものに比べ約３〜６ｄＢ程度感度が向上す
るといわれている。このオンチップレンズ付きＣＣＤを
図４のＲ、ＢのＣＣＤ１２０、１２１に採用し、ＧのＣ
ＣＤ１２２にはオンチップレンズのついていないＣＣＤ
を採用する。相対的にＧのＣＣＤにおける感度を低減す
ることができ、Ｇの信号レベルを抑えることができる。

【００３７】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１
で集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプ
リズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６に分割してＣＣＤ１２１、１２２、１２０に入
射する。この時、Ｒ、ＢのＣＣＤ１２１、１２０で光電
変換される光１４、１６は、オンチップレンズ１３０で
集光能力が高められている。

【００３８】ＣＣＤ１２１、１２２、１２０ではそれぞ
れ被写体情報を持つＲ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６を電気信号に変換、ＣＣＤ駆動パルス発生部２
９から発生するＣＣＤ駆動パルスに同期して信号を出力
し、ＣＤＳ回路２０でＣＣＤ固有のノイズであるリセッ
トノイズを除去し、ＷＢ部２１、２２に送出する。ＷＢ
部２１、２２では、ＷＢコントロール部２７からのコン
トロール信号により無彩色部のＧ信号レベルに対する
Ｒ、Ｇ信号のレベルを等しくするようにＷＢ制御を行な
う。ＷＢをとった信号をγ処理回路２３にてγ処理を施
して輝度信号処理部２４、色信号処理部２５に送り、輝
度信号、色差信号を形成する。輝度信号処理部２４を出
力する輝度信号、色信号処理部２５を出力する色差信号
はビデオ信号形成部２６に入力し、ビデオ信号にふさわ
しい形に変換して出力端２８から出力する。

【００３９】一方、色信号処理部２５では無彩色部にお
けるＧ信号に対するＲ、Ｇ信号のレベルを検知し、その
情報をＷＢコントロール部２７に送る。ＷＢコントロー
ル部２７では与えられた情報を基にＷＢ部２１、２２に
コントロール信号を送り無彩色部におけるＲ、Ｂ信号レ
ベルをＧ信号レベルと等しくする。

【００４０】本実施例では、オンチップレンズ付きＣＣ
Ｄを図４のＲ、ＢのＣＣＤ１２０、１２１に採用し、Ｇ
のＣＣＤ１２２にはオンチップレンズのついていないＣ
ＣＤを採用するため、相対的にＧのＣＣＤにおける感度
を低減しＧの信号レベルを抑えることができ、Ｒ、Ｇ、
Ｂの信号レベルのバランスがとれ、従って、ＷＢ部２
１、２２で行なうＷＢ制御のためのＲ、Ｂ信号に対する
ゲインアップを抑えることができ、その結果、輝度信号
Ｓ／Ｎを向上することができる。

【００４１】（実施例３）第３の実施例として、ＧのＣ
ＣＤで信号電荷を蓄積する時間を電子シャッターを用い
て短くする方法を提示する。本実施例を図６〜８を用い
て説明する。

【００４２】図６は本発明のビデオカメラの構成を示す
ものであり、図１１と同じ箇所は同一の番号を添付し、
説明も省略する。図６で１４０は電子シャッター駆動信
号、１４１は電子シャッター駆動信号を発生する電子シ
ャッター駆動信号発生部、１４２はシャッター期間制御
信号である。

【００４３】図７は、最も一般的な電子シャッター方式
である縦抜き電子シャッター方式を説明するための図で
あり、図７（ａ）は単位画素の周辺断面図、図７（ｂ）
は図７（ａ）上の点線ＡＢにおけるポテンシャル図であ
る。図７（ａ）で１５１は遮光膜、１５２は信号電荷読
み出しゲート、１５３は信号電荷読み出しパルス入力
端、１５４はＰＮ接合からなる光電変換部、１５５は垂
直転送段、１５６はストッパー層、１５７はＰウェル、
１５８はＮ型基板、１５９は基板電圧Ｖｓｕｂ、１６０
は不要電荷掃き出しパルス△Ｖｓｕｂである。図８は映
像同期信号とＣＣＤの駆動パルス、電子シャッターのシ
ャッター時間を制御する電子シャッター駆動信号の関係
を表す図である。図８で１７０は映像信号の垂直同期信
号、１７１は映像信号の水平同期信号、１７２はＣＣＤ
の垂直転送部を駆動する垂直転送信号の内の一つであ
り、１７３はＣＣＤの光電変換部から垂直転送部に信号
電荷を読み出す第１の読み出しパルス、１７４は第２の
読み出しパルス、１７５は垂直転送パルスである。１７
６は電子シャッター駆動信号であり、１７７は基板電圧
Ｖｓｕｂ、１７８は不要電荷掃き出しパルス△Ｖｓｕｂ
である。

【００４４】まず図７、８を用いて電子シャッターの基
本動作について説明を行なう。図７において、シャッタ
ー動作時以外、つまり光信号電荷が蓄積される間は、Ｐ
ウェル１５７とＮ型基板間１５８には逆バイアスの基板
電圧Ｖｓｕｂ１５９がブルーミングを抑制するのに十分
なだけ印加されている。電子シャッターモードに入る
と、蓄積時間以外の間は基板電圧Ｖｓｕｂ１５９に掃き
出しパルス△Ｖｓｕｂ１６０を重畳させて、図７（ｂ）
のＣの点線のようにＰウェル部１５７のポテンシャルの
山を完全に消滅させるようにして、不要電荷をＮ型基板
１５８方向に捨てる。不要電荷掃き出しパルス△Ｖｓｕ
ｂ１６０の印加時間を制御することで電子シャッターの
シャッター時間を制御することができる。図８におい
て、電子シャッター動作させないときは、信号電荷の蓄
積期間は第１の読み出しパルス１７３と第２の読み出し
パルス１７４の期間、即ち時間Ｔ（ＮＴＳＣ信号の場合
１／６０秒）である。一方、電子シャッター駆動を行う
場合は、映像信号に影響を及ぼさない水平帰線期間毎に
不要電荷掃き出しパルス１７８を与えて不要電荷を捨て
る。従って、信号電荷の蓄積期間は不要電荷掃き出しパ
ルス１７８の最後の発生から第２の読み出しパルス１７
４の期間、即ち時間Ｔ’になり、シャッター時間は不要
電荷掃き出しパルス１７８の印加する時間によって制御
できる。以上の電子シャッター駆動信号１７６が図６の
電子シャッター駆動信号発生部１４１から出力する電子
シャッター駆動信号１４０である。以上に述べた電子シ
ャッター方式をＧのＣＣＤに適応すると信号電荷を蓄積
する時間が短くなり感度が低下する。これによりＧの信
号レベルを低減することができる。

【００４５】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１
で集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプ
リズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６に分割してＣＣＤ１７、１８、１９に入射す
る。ＣＣＤ１７、１８、１９ではそれぞれ被写体情報を
持つＲ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１５、１６を電気信
号に変換、ＣＣＤ駆動パルス発生部２９から発生する駆
動パルスに同期して信号を出力する。この時、ＧのＣＣ
Ｄ１８のみ電子シャッター信号発生部１４１から発生す
る電子シャッター制御信号１４０により電子シャッター
駆動する。ＣＤＳ回路２０でＣＣＤ固有のノイズである
リセットノイズを除去し、ＷＢ部２１、２２に送出す
る。ＷＢ部２１、２２では、ＷＢコントロール部２７か
らのコントロール信号により無彩色部のＧ信号レベルに
対するＲ、Ｇ信号のレベルを等しくするようにＷＢ制御
を行なう。ＷＢをとった信号をγ処理回路２３にてγ処
理を施し輝度信号処理部２４、色信号処理部２５に送
り、輝度信号、色差信号を形成する。輝度信号処理部２
４を出力する輝度信号、色信号処理部２５を出力する色
差信号をビデオ信号形成部２６に入力し、ビデオ信号に
ふさわしい形に変換して出力端２８から出力する。一
方、色信号処理部２５では無彩色部におけるＧ信号に対
するＲ、Ｇ信号のレベルを検知し、その情報をＷＢコン
トロール部２７に送る。ＷＢコントロール部２７では与
えられた情報を基にＷＢ部２１、２２にコントロール信
号を送り無彩色部におけるＲ、Ｂ信号レベルをＧ信号レ
ベルと等しくする。本実施例では、ＧのＣＣＤ１８のみ
電子シャッター駆動信号発生部１４１から発生する電子
シャッター駆動信号１４０により電子シャッター駆動し
ているため、ＧのＣＣＤにおける感度を低減し相対的に
Ｇの信号レベルを抑えることができ、Ｒ、Ｇ、Ｂの信号
レベルのバランスがとれ、従って、ＷＢ部２１、２２で
行なうＷＢ制御のためのＲ、Ｂ信号に対するゲインアッ
プを抑えることができ、その結果、輝度信号Ｓ／Ｎを向
上することができる。

【００４６】ところで、ＷＢコントロール部２７から出
力する色温度情報に対応して電子シャッター時間を変化
させ、ＧのＣＣＤの感度を制御してやれば、さらに効率
よくＲ、Ｇ、Ｂの信号レベルのバランスをとれることが
予想される。例えば、無彩色部におけるＧのＣＣＤ１８
から出力する信号レベルがＲのＣＣＤ１７から出力する
信号レベルと一致するようにＧのＣＣＤ１８に与えるシ
ャッター時間を制御してやれば、基本的にＷＢ部２２で
のＲの信号のゲインアップは必要なくなる。その時の
Ｒ、Ｇ、ＢのＣＣＤの出力信号レベルと色温度の関係は
図９のようになる。図９で、１８０はＲ／Ｇ、１８１は
Ｂ／Ｇの特性の一例を表している。図１３と比較すれ
ば、ＧのＣＣＤの出力信号レベルを電子シャッターによ
りＲのＣＣＤの出力信号レベルに合わせているのでＲ／
Ｇは１となり、かつＢ／Ｇのレベルが相対的にアップす
る。色温度が４０００゜Kの場合、Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇはそれ
ぞれ１．００、０．６６になり、図１１のＷＢ部２１で
はＲの信号に対してゲインアップはなし、ＷＢ部２２で
はＢの信号に対して１．５倍のゲインアップを行えばよ
い。従来例と同様に、色温度４０００゜Kにおける輝度信
号のノイズレベルＮを求めると（数８）となる。即ち、
（数９）の計算からもわかるように、Ｇの信号レベルを
抑えない場合に比べ約２．４ｄＢのＳ／Ｎ改善効果があ
ることがわかる。本動作を実現するためには、ＷＢコン
トロール部２７で判別した色温度情報をもとにして形成
したシャッター期間制御信号１４２を電子シャッター駆
動信号部１４１に送り、それに対応して電子シャッター
駆動信号１４０のシャッター時間を変化させ、ＧのＣＣ
Ｄの感度を制御すればよい。

【００４７】

【数８】

【００４８】

【数９】

【００４９】（実施例４）第４の実施例として、ＧのＣ
ＣＤの前面に外部から与えられる信号に応答して透過率
が変化する媒体、例えば液晶フィルター等を配置し、光
源の色温度に対応して液晶フィルターの透過率を制御し
てＧのＣＣＤにおける感度を変化させ、Ｇの信号レベル
を各色温度に対する最適なレベルに抑える方法を提示す
る。本実施例の方式も、前述の電子シャッター時間を変
化させてＧの信号レベルを最適なレベルに制御するのと
同じ考え方であり、ＷＢコントロール部２７から出力す
る色温度情報に対応して液晶フィルターの透過率を変化
させ、ＧのＣＣＤの出力信号レベルを最適なレベルに制
御するものである。

【００５０】本実施例を図１０を用いて説明する。図１
０は本発明のビデオカメラの構成を示すものであり、図
１１と同じ箇所は同一の番号を添付し、説明も省略す
る。図１０で１９０はＧのＣＣＤに入射する光量を制限
するための液晶フィルター、１９１は液晶フィルター駆
動信号、１９２は液晶フィルター駆動部、１９３は液晶
駆動制御信号である。

【００５１】被写体情報を持つ入射光１０をレンズ１１
で集光し、絞り１２で光量を制限してダイクロイックプ
リズム１３に入射、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１
５、１６に分割してＣＣＤ１７、１８、１９に入射す
る。ＣＣＤ１７、１８、１９ではそれぞれ被写体情報を
持つＲ、Ｇ、Ｂの３原色の光１４、１５、１６を電気信
号に変換、ＣＣＤ駆動パルス発生部２９から発生する駆
動パルスに同期して信号を出力する。この時、ＧのＣＣ
Ｄ１８への入射光は液晶フィルター１９０にて光量の制
限を受けるのであるが、ＷＢコントロール部２７で判別
した色温度情報をもとに形成した液晶駆動制御信号１９
３を液晶駆動部１９２に送り、それに対応して液晶フィ
ルター１９０に与える電圧を変化させることで液晶フィ
ルター１９０の透過率を制御している。ＣＤＳ回路２０
でＣＣＤ固有のノイズであるリセットノイズを除去し、
ＷＢ部２１、２２に送出する。ＷＢ部２１、２２では、
ＷＢコントロール部２７からのコントロール信号により
無彩色部のＧ信号レベルに対するＲ、Ｇ信号のレベルを
等しくするようにＷＢ制御を行なう。ＷＢをとった信号
をγ処理回路２３にてγ処理を施し、輝度信号処理部２
４、色信号処理部２５に送り、輝度信号、色差信号を形
成する。輝度信号処理部２４を出力する輝度信号、色信
号処理部２５を出力する色差信号をビデオ信号形成部２
６に入力し、ビデオ信号にふさわしい形に変換して出力
端２８から出力する。一方、色信号処理部２５では無彩
色部におけるＧ信号に対するＲ、Ｇ信号のレベルを検知
し、その情報をＷＢコントロール部２７に送る。ＷＢコ
ントロール部２７では与えられた情報を基にＷＢ部２
１、２２にコントロール信号を送り無彩色部における
Ｒ、Ｂ信号レベルをＧ信号レベルと等しくする。同時に
ＷＢコントロール部２７は液晶駆動部１９２に液晶駆動
制御信号１９３を送る。

【００５２】本実施例のビデオカメラでは、色温度に対
応してＧのＣＣＤ１８への入射光の光量を液晶フィルタ
ー１９０で制御するため、効率よくＲ、Ｇ、Ｂの信号レ
ベルのバランスをとることができ、従って、ＷＢ部２
１、２２で行なうＷＢ制御のためのＲ、Ｂ信号に対する
ゲインアップを抑えることができ、輝度信号Ｓ／Ｎを向
上することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｒ、Ｇ、
ＢそれぞれのＣＣＤから出力する信号レベルのバランス
をとる構成を低コストで実現することができ、その結
果、ＷＢ部におけるゲインアップを最小限に抑え、輝度
信号のＳ／Ｎを向上したビデオカメラを民生レベルで提
供することができ、その効果はきわめて大なるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における色温度と出力レベルの関係を示
す特性図

【図２】本発明の第１の実施例のビデオカメラの構成を
示すブロック図

【図３】同実施例のダイクロイックプリズムとＣＣＤ周
辺の構成図

【図４】本発明の第２の実施例のビデオカメラの構成を
示すブロック図

【図５】同実施例におけるＲとＢの信号処理に用いるＣ
ＣＤ周辺の構成図

【図６】本発明の第３の実施例のビデオカメラの構成を
示すブロック図

【図７】同実施例における縦抜き電子シャッターの構成
を示す構成図

【図８】同実施例におけるタイミングチャート

【図９】同実施例における色温度と信号レベルの関係を
示す特性図

【図１０】本発明の第４の実施例のビデオカメラの構成
を示すブロック図

【図１１】従来のビデオカメラの構成を示すブロック図

【図１２】従来のダイクロイックプリズムとＣＣＤ周辺
の構成図

【図１３】従来の構成における特性図

【符号の説明】

１３ダイクロイックプリズム１７ＣＣＤ１８ＣＣＤ１９ＣＣＤ１１０光量制限フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像レンズを通過した入射光を赤色、緑
色、青色の３原色に分割する色分割手段と、前記色分割
手段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段で変換した電
気信号を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号
形成手段からなるビデオカメラであって、前記緑色光を
電気信号に変換する光電変換手段の前面に光量を制限す
る光量制限手段を有することを特徴とするビデオカメ
ラ。
【請求項２】撮像レンズを通過した入射光を赤色、緑
色、青色の３原色に分割する色分割手段と、前記色分割
手段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段で変換した電
気信号を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号
形成手段からなり、前記光電変換手段はマトリクス状に
配列した単位撮像画素の集合からなり、前記個々の単位
撮像画素上にはレンズ状の集光手段が配置してあるビデ
オカメラであって、前記緑色光を光電変換する光電変換
手段のみ単位画素上の集光手段を配置しないことを特徴
とするビデオカメラ。
【請求項３】撮像レンズを通過した入射光を赤色、緑
色、青色の３原色に分割する色分割手段と、前記色分割
手段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段で変換した電
気信号を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号
形成手段からなるビデオカメラであって、前記緑色光を
前記光電変換手段に蓄積する信号電荷の蓄積時間を制限
する蓄積時間制限手段を有することを特徴とするビデオ
カメラ。
【請求項４】撮像レンズを通過した入射光を赤色、緑
色、青色の３原色に分割する色分割手段と、前記色分割
手段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段で変換した電
気信号を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号
形成手段と、光源の色温度を判別する色温度判別手段か
らなるビデオカメラであって、前記緑色光電変換手段に
蓄積する信号電荷の蓄積時間を前記色温度判別手段から
出力する色温度情報に合わせて制御する蓄積時間制御手
段を有することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項５】撮像レンズを通過した入射光を赤色、緑
色、青色の３原色に分割する色分割手段と、前記色分割
手段で分割した赤色光、緑色光、青色光を電気信号に変
換する光電変換手段と、前記光電変換手段で変換した電
気信号を演算処理してビデオ信号を形成するビデオ信号
形成手段と、光源の色温度を判別する色温度判別手段か
らなるビデオカメラであって、前記緑色を電気信号に変
換する光電変換手段の前面に前記色温度判別手段から出
力する色温度情報に合わせて透過率を変化せしめる透過
率制御手段を有することを特徴とするビデオカメラ。