JPH0775010A

JPH0775010A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JPH0775010A
Application number: JP5240647A
Authority: JP
Inventors: Nagahiro Kawaguchi; 永弘川口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1993-08-31
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】感度アップ不要範囲での感度アップ操作に伴
う撮影画像のノイズの増加を防止し、そのＳ／Ｎ劣化を
防止する。【構成】ＡＧＣアンプ４を所定の利得変化特性に固定
するＡＧＣ特性設定手段としての抵抗５０，５１と、演
算アンプ１２から出力される誤差信号の変化範囲を所定
のクリップ値で制限し，感度アップスイッチ５の感度ア
ップ操作時のみ前記制限を解除するクリップ回路５２と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感度アップスイッチを
備えた固体撮像素子構成のビデオカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種固体撮像素子構成のビデオ
カメラは、図３に示すように構成される。そして、固体
撮像素子であるＣＣＤ１の撮影出力の信号を信号分離用
のサンプルホールド回路２を介して入力増幅部３のＡＧ
Ｃアンプ４に供給し、このアンプ４により増幅する。

【０００３】このアンプ４は端子ａの最大利得設定電圧
により最大利得が例えば図４に示すように可変設定さ
れ、端子ｂのＡＧＣ電圧により利得が例えば図５に示す
ように最大利得と最小利得との間で変化する。さらに、
最大利得の設定とＡＧＣ電圧に基づく利得可変との組合
せにより、アンプ４の利得変化特性は例えば図６に示す
ようになる。

【０００４】同図の実線ア，イは最大利得を下限値，上
限値に設定したときの特性を示し、実線ウ，エは後述の
感度アップスイッチのオフ時，オン時の特性を示す。ま
た、Ｃｍｉｎ，ＣｍａｘはＡＧＣ電圧の実際の変化範囲
の最小値，最大値を示し、（Ｃｍｉｎ〈）Ｃ₀〜Ｃ
ｍ（〉Ｃｍａｘ）はＡＧＣの制御可能な範囲を示す。

【０００５】そして、従来は端子ａの最大利得設定電圧
が感度アップスイッチ５により可変設定され、このスイ
ッチ５がオフする通常時は端子ａの最大利得設定電圧が
電源端子＋Ｂとアースとの間に直列に設けられた最大利
得設定用の抵抗６，７の分圧により定まり、スイッチ５
がオンする感度アップ操作時は抵抗６に感度アップ用の
抵抗８が並列接続されて端子ａの最大利得設定電圧が上
昇する。つぎに、アンプ４の出力信号Ｓをバッファアン
プ９を介して検波回路１０に供給し、この検波回路１０
によりアンプ４の出力信号を平均検波してその平均の明
るさ（輝度）を検出する。

【０００６】さらに、検波回路１０の出力信号が形成す
る平均の明るさの検出値と可変抵抗１１により設定され
た平均の明るさの基準値とを演算アンプ１２に供給し、
このアンプ１２及び帰還回路１３が形成する誤差信号発
生部により、基準値に対する検出値の増減の逆に変化す
る電圧Ｖｘの誤差信号を形成する。

【０００７】そして、この誤差信号はＡＧＣ電圧として
アンプ４の端子ｂに供給され、感度アップ不要な通常時
はＡＧＣ電圧が図６の実線ウに沿って例えばＣ₀〜Ｃ₂
の範囲変化し、前記検出値が前記基準値に引込まれてア
ンプ４の出力信号Ｓが被写体の明るさによらず、一定に
制御される。

【０００８】また、ＡＧＣ電圧が例えば図６のＣｍ以上
になる低照度時は、感度アップスイッチ５のオンにより
アップ４の利得が同図の実線ウの最大値から実線エの最
大値に上昇変化し、感度アップが図られる。なお、検波
回路１０の検出値は入力用の抵抗１４を介してアンプ１
２の反転入力端子（−）に供給され、可変抵抗１１の基
準値の信号は入力用の抵抗１５を介してアンプ１２の非
反転入力端子（＋）に供給される。

【０００９】また、アンプ１２の出力端子と反転入力端
子（−）との間に設けられた帰還回路１３は図７に示す
ように積分時定数用の抵抗１６，コンデンサ１７の並列
回路により形成され、誤差信号の急変動を抑制する。そ
して、アンプ４の出力信号は輝度信号処理部１８，クロ
マ信号処理部１９に並列供給される。

【００１０】このとき、輝度信号処理部１８はアンプ４
の出力信号をガンマ補正回路２０により補正した後、キ
ャリア成分除去用のローパスフィルタ２１，タイミング
整合用の遅延素子２２を介して輪郭付加回路２３に供給
し、撮影出力の水平，垂直の輪郭を強調して補正する。

【００１１】さらに、輪郭付加回路２３の出力信号をレ
ベル調整回路２４を介してホワイトクリップ及びセット
アップ付加回路２５，同期付加回路２６に順に供給し、
ホワイトクリップ及びセットアップ付加を施した後、水
平，垂直の同期信号を付加していわゆる輝度信号を形成
する。

【００１２】また、クロマ信号処理部１９はアンプ４の
出力信号をクロマ信号分離用のサンプルホールド回路２
７，２８により１８０°ずれてサンプリングし、両サン
プリング回路２７，２８の出力信号を演算アンプ２９，
３０により加，減算処理し、アンプ３０の出力信号を１
Ｈ遅延回路３１の１ライン遅延，スイッチ３２，３３の
ライン毎の切換えにより処理して色同時化する。

【００１３】この同時化に基づくアンプ２９の狭帯域輝
度信号及びスイッチ３２，３３の出力信号を原色分離回
路３４に供給し、この分離回路３４により撮影出力の
Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色信号を形成する。この３原色信号を
白バランス及びガンマ補正回路３５の両補正を施した
後、色差マトリックス及びクロマレベル調整回路３６に
供給し、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの２種の色差信号に変換する。

【００１４】さらに、この両色差信号を二相変調及びバ
ースト付加回路３７に供給して変調するとともにカラー
バースト信号を付加し、回路３７の出力信号を高輝度部
・低照度抑圧回路３８に供給し、この回路３８により高
輝度部の低照度撮影時のレベル抑圧等を施していわゆる
クロマ信号を形成する。

【００１５】つぎに、輝度信号処理部１８の撮影出力の
水平，垂直の輪郭補正について説明する。まず、水平の
輪郭補正を行うため、ローパスフィルタ２１の出力信号
及びこの信号を水平方向に遅延した遅延素子２２の出力
信号を水平輪郭補正回路３９に供給し、この回路３９に
より水平方向の輪郭強調信号を形成する。

【００１６】そして、この水平方向の輪郭強調信号を利
得可変アンプ４０を介して輪郭付加回路２３に供給し、
補正回路２０，フィルタ２１，遅延素子２２を介したア
ンプ４の出力信号に加算して撮影出力の水平方向の輪郭
を強調補正する。このとき、アンプ４０の利得は標準利
得設定用の抵抗４１，４２の分圧により標準値に設定さ
れ、照度が低下してアンプ１２の出力電圧が上昇する
と、逆流防止用のダイオード４３がオンして電圧Ｖｘに
より変化し、標準値から減少する。

【００１７】また、垂直の輪郭補正を行うため、色信号
処理部１９のアンプ２９の出力信号と，この信号を１Ｈ
遅延回路４４により１ライン遅延した信号とを演算アン
プ４５に供給し、このアンプ４５の誤差信号により垂直
方向の輪郭強調信号を形成する。そして、この垂直方向
の輪郭強調信号も利得可変アンプ４６を介して輪郭付加
回路２３に供給し、補正回路２０，フィルタ２１，遅延
素子２２を介したアンプ４の出力信号に加算して撮影出
力の垂直方向の輪郭を強調する。

【００１８】このとき、アンプ４６の利得は標準利得設
定用の抵抗４７，４８の分圧により標準値に設定され、
照度が低下してアンプ１２の出力電圧が上昇すると、逆
流防止用のダイオード４９がオンして標準値から減少す
る。

【００１９】なお、クロマ信号処理部１９の抑圧回路３
８も電圧Ｖｘによりアンプ４０，４６と同様の利得制御
が施されて低照度時のレベルを抑圧する。そして、アン
プ４０，４６及び抑圧回路３８の電圧Ｖｘに対する水
平，垂直輪郭レベル及びクロマレベルの補正特性は、例
えば図８に示すようになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】前記図３の従来のビデ
オカメラの場合、感度アップスイッチ５のオン，オフ
（感度アップ操作の有，無）によりアンプ４の最大利得
を可変設定する構成であるため、アンプ４の出力信号Ｓ
が一定に保持される感度アップ不要なＡＧＣ電圧範囲で
の撮影中に感度アップスイッチ５をオン，オフすると、
とくに、撮影照度が低い状態での感度アップスイッチの
オン時（感度アップ操作時）にノイズが増加して撮影画
像のＳ／Ｎが劣化する問題点がある。

【００２１】すなわち、図６のＣ₀〜ＣｍのＡＧＣ電圧
範囲においては、ＡＧＣ電圧の利得制御により、感度ア
ップスイッチ５のオン，オフによらず、検波回路１０の
検出値が可変抵抗１１の基準値に引込まれてアンプ４の
出力信号Ｓは一定レベルに保たれる。

【００２２】そして、感度アップ不要なＡＧＣ電圧範囲
を図６のＣ₂以下の範囲とすると、この範囲での感度ア
ップスイッチ５をオフした低照度撮影により例えば同図
の点α（ＡＧＣ電圧Ｃ₂，アンプ４の利得ｇ₁）の撮影
条件になるときに、感度アップスイッチ５をオンして感
度アップ操作が行われると、アップ４の最大利得の設定
が上昇変更され、操作瞬時の撮影条件は例えば同図の点
β（ＡＧＣ電圧Ｃ₂，アンプ４の利得ｇ₂（〉ｇ₁）に
変化する。

【００２３】このとき、アンプ４の利得がｇ₁からｇ₂
に増大して出力信号Ｓが大きくなり、検波回路１０の検
出値が可変抵抗１１の基準値を上回ってアンプ１２の誤
差信号の電圧が低下し、この電圧低下によりアンプ４の
端子ｂのＡＧＣ電圧が下がる。

【００２４】そして、このＡＧＣ電圧の低下により撮影
条件が図６の点γ（ＡＧＣ電圧Ｃ₁，アンプ４の利得ｇ
₁）に移行すると、検波回路１０の検出値が可変抵抗１
１の基準値に引込まれ、アンプ４の出力信号Ｓが感度ア
ップ操作前と同じレベルに戻り、以降は、感度アップス
イッチ５がオフするまで、この条件で撮影が行われる。

【００２５】この場合、感度アップ操作時のアンプ４の
出力信号Ｓはいわゆるフィードバック制御で操作前のレ
ベルに戻るが、アンプ１２の出力信号（誤差信号）に基
づくＡＧＣ電圧としての電圧Ｖｘは操作前のＣ₂からＣ
₁に低下する。

【００２６】そして、この電圧Ｖｘの低下によりアンプ
４０，４６及び抑圧回路３８の利得は感度アップ操作前
より大きくなり、輪郭強調量及びクロマレベルが増大
し、この増大に伴ってノイズが増加する。

【００２７】この結果、感度アップ不要なＡＧＣ電圧範
囲で感度アップ操作が行われると、アップ４の出力信号
Ｓが操作前と同じレベルに保たれて撮影画像の明るさは
変わらないが、輝度信号及びクロマ信号のノイズが輪郭
強調等で増加し、撮影画像のＳ／Ｎが操作前より劣化
し、感度アップ操作の有，無によって撮影画質が変わ
る。

【００２８】そして、白黒のビデオカメラにおいても、
前記の輪郭補正と同様の輪郭強調により、感度アップ操
作時の撮影画像のノイズが操作前より増加して前記と同
様の問題点が生じる。

【００２９】本発明は、感度アップ不要範囲での感度ア
ップ操作に伴う撮影画像のノイズの増加を防止し、その
Ｓ／Ｎ劣化を防止することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明のビデオカメラにおいては、ＡＧＣアンプ
を所定の利得変化特性に固定するＡＧＣ特性設定手段
と、ＡＧＣアンプの出力信号に基づく平均の明るさの検
出値と基準値との誤差信号の変化範囲を所定のクリップ
値で制限し，感度アップ操作時のみ前記制限を解除する
信号クリップ手段とを備える。

【００３１】

【作用】前記のように構成された本発明のビデオカメラ
の場合、ＡＧＣアンプはＡＧＣ特性設定手段により利得
変化特性が所定の特性に固定され、感度アップ操作の
有，無によっては利得変化特性が変わらない。そのた
め、ＡＧＣアンプの出力信号に基づいて形成されるＡＧ
Ｃアンプ及び輪郭強調の利得制御用の誤差信号は、感度
アップ操作の有，無によっては変わらない。

【００３２】さらに、前記利得制御用の誤差信号は信号
クリップ手段により、感度アップ操作が行われないとき
の信号変化範囲が所定のクリップ値で制限され、感度ア
ップ操作が行われたときに前記制限が解除されて信号変
化範囲が拡大する。

【００３３】したがって、感度アップ不要なＡＧＣ電圧
範囲をクリップ値によって設定すると、この範囲内にお
いては、感度アップ操作の有，無による前記誤差信号の
変化がなく、従来のような感度アップ操作に伴う撮影画
像のノイズの増加が防止されてそのＳ／Ｎの劣化が防止
される。

【００３４】しかも、感度アップが必要な低照度撮影時
は、感度アップ操作によりクリップ値を越えて前記誤差
信号が変化し、ＡＧＣアンプの出力信号が増大して感度
アップが行われる。

【００３５】

【実施例】１実施例について、図１及び図２を参照して
説明する。この実施例においては、図３の入力増幅部３
の代わりに図１の入力増幅部４９を設ける。

【００３６】図１において、図３と同一符号は同一もし
くは相当するものを示し、入力増幅部４９が入力増幅部
３と異なる点は、つぎの（i）〜（iii）の点である。（i）ＡＧＣアンプ４の端子ａにＡＧＣ特性設定手段と
しての分圧用の抵抗５０，５１の分圧のみを印加するよ
うにした点。

【００３７】（ii）演算アンプ１２の後段に信号クリッ
プ手段を形成するクリップ回路５２を設け、この回路５
２の出力信号を電圧Ｖｘの信号としてアンプ４及び図３
の抑圧回路３８，アンプ４０，４６に供給するようにし
た点。（iii）感度アップスイッチ５をクリップ回路５２に設
けた点。

【００３８】そして、抵抗５０，５１はアンプ４の最大
利得を例えば従来の感度アップ操作時の最大利得に設定
し、その利得変化特性を図６の実線エに相当する図２の
実線クの所定特性に固定する。なお、図２の破線オ，
カ，キは図６の実線ア，イ，ウの特性である。

【００３９】つぎに、クリップ回路５２はアンプ１２の
出力信号がＰＮＰ型のスイッチングトランジスタ５３の
ベースに供給され、このトランジスタ５３に並列接続さ
れたＰＮＰ型のスイッチングトランジスタ５４のベース
に、分圧用の抵抗５５，５６により設定された所定のク
リップ電圧Ｖ_THが印加される。この電圧Ｖ_THは図２に示
すように、アンプ４の利得を従来の感度アップスイッチ
オフ時の最大利得に設定する電圧であり、例えば図６の
Ｃ₂に相当する。

【００４０】さらに、トランジスタ５３，５４の共通の
エミッタ電圧がＮＰＮ型のバッファ用のトランジスタ５
７のベースに供給され、このトランジスタ５７のエミッ
タ電圧が電圧Ｖｘの利得制御の信号を形成する。なお、
図１の５８はトランジスタ５３，５４の共通のエミッタ
抵抗、５９はトランジスタ５７のエミッタ抵抗である。

【００４１】また、感度アップスイッチ５は抵抗５５に
並列に設けられ、感度アップ操作時にオンして抵抗５５
を短絡する。そして、感度アップスイッチ５をオフして
撮影する場合、図２のＣ₀〜Ｖ_THの感度アップ不要なＡ
ＧＣ電圧範囲の撮影であれば、アンプ４の出力信号Ｓが
一定レベルに保持され、アンプ１２の出力信号はクリッ
プ値以下の範囲で撮影出力の平均の明るさの逆に変化す
る。

【００４２】このとき、トランジスタ５３のベース電圧
が常にトランジスタ５４のベース電圧以下になるため、
トランジスタ５３がオンしてトランジスタ５４がオフ
し、アンプ１２の出力信号がトランジスタ５７のエミッ
タから電圧Ｖｘの信号として出力される。つぎに、撮影
照度が低下し、検波回路１０の検出値が小さくなってア
ンプ１２の誤差信号がクリップ値より大きくなると、ト
ランジスタ５３のベース電圧がトランジスタ５４のベー
ス電圧より高くなるため、トランジスタ５３がオフして
トランジスタ５４がオンし、このトランジスタ５４のベ
ースのクリップ値の電圧Ｖ_THがトランジスタ５７のエミ
ッタから電圧Ｖｘとして出力され、アンプ４のＡＧＣ電
圧及び図３の抑圧回路３８，アンプ４０，４６の利得制
御電圧の最大がクリップ値の電圧Ｖ_THに制限される。

【００４３】一方、感度アップスイッチ５をオンし、感
度アップ操作して撮影する場合、スイッチ５のオンによ
り抵抗５５が短絡され、トランジスタ５４のベース電圧
が図２のＣｍａｘより高い電圧になり、クリップ値によ
る制限が解除される。このとき、アンプ１２の出力信号
よりトランジスタ５４のベースの電圧が常に高くなるた
め、トランジスタ５３，５４はアンプ１２の出力信号に
よらず、トランジスタ５３がオンしてトランジスタ５４
がオフする。

【００４４】したがって、撮影照度によらず、アンプ１
２の出力信号がトランジスタ５７のエミッタから電圧Ｖ
ｘの信号として出力され、アンプ４のＡＧＣ電圧及び抑
圧回路３８，アンプ４０，４６の利得制御電圧が常にア
ンプ１２の出力信号に追従して変化する。

【００４５】この結果、アンプ４の利得はつぎのように
なる。すなわち、感度アップスイッチ５がオフして感度
アップ操作が行われないときは、図２のＣｍｉｎ〜Ｖ_TH
の感度アップ不要なＡＧＣ電圧範囲Ａの撮影により、図
中の実線クの特性にしたがってアンプ４の利得が変化
し、撮影照度が低下してＡＧＣ電圧が範囲Ａを越えて上
昇するときに、アンプ４の利得はクリップ値の電圧Ｖ_TH
に制限されて固定される。

【００４６】また、感度アップスイッチ５がオンして感
度アップ操作が行われたときは、図２のＣｍｉｎ〜Ｃｍ
ａｘのＡＧＣ電圧範囲Ｂ（〉Ａ）において、常に図中の
実線クの特性にしたがってアンプ４の利得が変化する。

【００４７】したがって、感度アップ不要なＡＧＣ電圧
範囲Ａにおいては、感度アップ操作の有，無によっては
アンプ４の利得変化特性が変わらず、感度アップ操作時
の電圧Ｖｘが感度アップ操作前と同じ電圧になる。

【００４８】そのため、電圧Ｖｘに基づく図３の抑圧回
路３８及びアンプ４０，４６の利得制御が感度アップ操
作の有，無によっては変わらず、感度アップ操作時の輪
郭強調量及びクロマレベルが感度アップ操作前と同じに
なり、感度アップ操作に伴う撮影画像ノイズの増加が防
止されてそのＳ／Ｎ特性の劣化が防止される。

【００４９】しかも、ＡＧＣ電圧範囲Ａを越える低照度
撮影時は、感度アップ操作によりアンプ４の利得が上昇
して感度アップが図られる。なお、図２のＶ_TH〜Ｃｍの
ＡＧＣ範囲においては感度アップ操作により、輪郭強調
量及びクロマレベルが増加するが、同時に、感度アップ
が図られてアンプ４の利得が上昇し、撮影画像が明るく
なるため、撮影画像のＳ／Ｎは劣化しない。そのため、
図２のＣ₀〜ＣｍのＡＧＣ電圧範囲において、感度アッ
プ操作の有，無による撮影画像のＳ／Ｎの変化は生じな
い。

【００５０】そして、アンプ４の利得変化特性，クリッ
プ値Ｖ_TH等は設計条件等に基づいて任意に設定すればよ
い。また、電圧Ｖｘに対するアンプ４及び抑圧回路３
８，アンプ４０，４６の利得変化特性が実施例と異なる
場合等にも適用できるのは勿論である。

【００５１】さらに、前記実施例ではアンプ１２の出力
信号によりクロマレベルも制御するカラービデオカメラ
に適用したが、白黒のビデオカメラに適用することもで
き、この場合はクロマレベルの制御等を省くことができ
る。また、前記実施例ではいわゆるアナログ回路構成の
場合に適用したが、デジタル回路構成の場合にも適用で
きる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。抵抗５０，
５１のＡＧＣ特性設定手段によりＡＧＣアンプ４の利得
変化特性が所定の特性に固定され、感度アップ操作の
有，無によっては変化しないため、アンプ４の出力信号
に基づいて形成されるアンプ４及び輪郭強調の利得制御
の誤差信号が感度アップ操作の有，無によっては変化し
なくなる。

【００５３】さらに、クリップ回路５２が形成する信号
クリップ手段により、感度アップ操作が行われないとき
の前記誤差信号の変化範囲が所定のクリップ値で制限さ
れ、感度アップ操作が行われたときに前記制限が解除さ
れて誤差信号の変化範囲が拡大する。

【００５４】したがって、感度アップ不要範囲をクリッ
プ値によって設定すると、この範囲内においては、感度
アップ操作の有，無による前記誤差信号の変化がなく、
従来のような感度アップ操作に伴う撮影画像のノイズの
増加が防止されてそのＳ／Ｎの劣化が防止される。

【００５５】しかも、感度アップが必要な低照度撮影時
は、感度アップ操作によりクリップ値を越えて前記誤差
信号が変化し、ＡＧＣアンプの出力信号が感度アップ操
作をしないときより増大して感度アップが行われる。そ
のため、感度アップ操作の有，無による撮影画像の変化
が少なく、しかも、感度アップスイッチ５により適正な
感度アップが行え、撮影特性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオテープレコーダの１実施例の要
部のブロック結線図である。

【図２】図１のＡＧＣアンプの利得変化特性の説明図で
ある。

【図３】従来装置のブロック結線図である。

【図４】図３のＡＧＣアンプの最大利得設定電圧と利得
との関係説明図である。

【図５】図３のＡＧＣアンプのＡＧＣ電圧と利得との関
係説明図である。

【図６】図３のＡＧＣアンプの利得変化特性の説明図で
ある。

【図７】図３の一部の詳細な結線図である。

【図８】図３の制御電圧と水平垂直輪郭レベル，クロマ
レベルとの関係説明図である。

【符号の説明】

１固体撮像素子であるＣＣＤ４ＡＧＣアンプ５感度アップスイッチ１０検波回路１２演算アンプ２３輪郭付加回路５０，５１ＡＧＣ特性設定手段を形成する抵抗５２信号クリップ手段を形成するクリップ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体撮像素子の撮影出力をＡＧＣアンプ
により増幅し、該アンプの出力信号を検波した平均の明
るさの検出値と設定された基準値との誤差信号により前
記ＡＧＣアンプの利得を前記検出値が前記基準値に引込
まれるように可変し、前記ＡＧＣアンプの出力信号から形成した輪郭強調信号
を前記誤差信号の利得制御により可変増幅して前記ＡＧ
Ｃアンプの出力信号に加算し、かつ、感度アップスイッチの感度アップ操作により、前
記ＡＧＣアンプの利得を増大調整するビデオカメラにお
いて、前記ＡＧＣアンプを所定の利得変化特性に固定するＡＧ
Ｃ特性設定手段と、前記誤差信号の変化範囲を所定のクリップ値で制限し，
前記感度アップ操作時のみ前記制限を解除する信号クリ
ップ手段とを備えたことを特徴とするビデオカメラ。