JPH09172575A - ビデオカメラ及び調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明条件が悪くて暗い場合でもピント合わせ
や構図決定を容易にし、カラーバランス等の調整値の狂
いを無くす。 【解決手段】 被写体像を結像する光学部１０１と、光
学部１０１からの入射光を光電変換して撮像信号に変換
するＣＣＤ１０３と、当該ＣＣＤ１０３より出力された
撮像信号から生成された映像信号が供給され、上記ＣＣ
Ｄ１０３での光電荷の蓄積時間を蓄積時間制御信号に応
じて制御するタイミングジェネレータ１１１と、映像信
号が供給され利得制御信号に応じて利得が制御されるＡ
ＧＣ回路１０６と、蓄積時間制御信号及び利得制御信号
を生成するＭＰＵ１１３とを有し、ＭＰＵ１１３は、Ｃ
ＣＤ１０３での映像利得とＡＧＣ回路１０６での利得と
の合成利得が、所望の利得となるように蓄積時間制御信
号及び利得制御信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ビデオカメラとそ
のビデオカメラの調整方法に関し、特に暗い被写体の撮
影に適したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＣＤ（Charge Coupled Dev
ise）等の撮像素子を用いたビデオカメラは、例えば図
６のような構成を有している。

【０００３】すなわちこの図６において、光学部２０１
は、被写体からの光をＣＣＤ上に結像するためのレンズ
や絞り機構、ピント合わせのためのレンズ駆動機構等を
有してなるものであり、当該光学部２０１を介した入射
光はＣＣＤ２０３へ導かれる。当該ＣＣＤ２０３は、蓄
積した電荷を、タイミングジェネレータ２１１からの読
み出しパルスに基づいて読み出し、撮像信号に変換して
出力するものである。

【０００４】当該ＣＣＤ２０３から出力された撮像信号
はサンプルホールド回路２０４に送られ、当該サンプル
ホールド回路２０４では上記撮像信号を相関二重サンプ
リングして映像信号に変換する。当該映像信号は、後述
するようにバイパス回路としてのスイッチ２２２、或い
はプリアンプ２０５を介し、さらに自動利得制御がなさ
れるＡＧＣ（自動利得制御）回路２０６を介して、続く
プロセス回路２０８に送られる。ここで、上記ＡＧＣ回
路２０６は、例えば通常撮影時において映像信号レベル
が適正値となるように、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユ
ニット）２１３からの利得制御信号に応じて利得が制御
されるものであり、通常使用されているＡＧＣ回路では
０ｄＢから１８ｄＢ程度の利得制御幅を有している。上
記プロセス回路２０８では、上記ＡＧＣ回路２０６から
の映像信号に、ホワイトバランス調整やガンマ（γ）処
理，ホワイトクリップ処理，ニー（knee）処理等の各種
信号処理を施した後、当該ビデオカメラ２００の映像出
力端子２０９に出力する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなビデオカメラ２００にて撮影を行うとき、通常は明
るい照明状態でピント合わせや構図の決定等を行うが、
例えば照明条件が悪くて被写体が非常に暗い場合には、
ピント合わせや構図の決定が非常に困難になる。ピント
合わせや構図の決定が可能な明るは、映像信号のレベル
でみた場合、少なくとも約３０ｄＢ程度のゲインアップ
が必要である。

【０００６】しかし、例えば前記ＡＧＣ回路２０６のみ
では上述したように最大で１８ｄＢ程度までしか増幅で
きないため、図６のビデオカメラ２００においては、こ
のＡＧＣ回路２０６の前段に前記プリアンプ２０５を設
けるようにしている。このプリアンプ２０５は約１２ｄ
Ｂ程度の利得を有するものであり、当該プリアンプ２０
５での１２ｄＢと上記ＡＧＣ回路２０６での最大１８ｄ
Ｂとにより、合計して上記３０ｄＢの増幅を可能として
いる。すなわち、上述のように非常に暗い照明状態で撮
影を行う場合は、上記プリアンプ２０５を用いると共に
ＡＧＣ回路２０６を最大ゲインに制御して映像信号を電
気的に増幅することにより、ピント合わせや構図の決定
を容易にしている。

【０００７】ところが、被写体を実際に撮影する場合に
おいて、上述のように映像信号を電気的に増幅すると、
ノイズが発生したり色のバランスが崩れたりすることが
多い。このため、上記図６のビデオカメラ２００では、
実際の撮影時には当該映像信号の電気的な増幅を行わな
いようにしている。

【０００８】具体的に言うと、上述のように非常に暗い
照明状態で撮影を行う場合には、ピント合わせや構図の
決定の際にのみ、上記プリアンプ２０５及びＡＧＣ回路
２０６による映像信号の電気的増幅を行うようにし、当
該ピント合わせ及び構図の決定を行った後、実際に撮影
する時にはプリアンプ２０５を介さず且つＡＧＣ回路２
０６のゲインも０ｄＢにし、さらに撮影に必要な露光量
については長時間露光によって得るようにする。なお、
上述のような映像信号の増幅を行わずに、長時間露光に
よって得られる映像信号のみを用いてピント合わせや構
図決定等を行うことも考えられるが、これだと当該露光
時間として例えば１秒やそれ以上の長時間毎に得られる
映像を用いてピント合わせ等を行わなければならず、非
常に煩雑である。このため、上述のように映像信号を増
幅してピント合わせ等を行うようになされている。

【０００９】一方、通常の明るい照明状態で撮影を行う
場合には、元々映像信号を電気的に増幅する必要はない
ため、実際の撮影時だけだなくピント合わせや構図決定
の際にも上記プリアンプ２０５を使用せず、映像信号を
直接ＡＧＣ回路２０６に入力するようにしている。な
お、通常の明るい照明状態での撮影時には、ＡＧＣ回路
２０６にて映像信号レベルが適正値となるように制御す
る。

【００１０】上述のように、撮影条件によってプリアン
プ２０５の使用の有無を切り換えることを実現するため
の構成として、上記図６のビデオカメラ２００には、例
えばスイッチ２２１とバイアス回路とが設けられてい
る。なお、図６の例は、一例であり、他の構成であって
も良い。また、図６の例では、バイアス回路を簡略化し
てスイッチ２２２にて表している。

【００１１】すなわち、この図６の例のビデオカメラ２
００では、ＭＰＵ２１３が上記スイッチ２２１とスイッ
チ２２２の切り換えの制御を行っており、例えば操作パ
ネル２２０上に設けられたレベル切換スイッチ等を操作
することによってユーザが映像信号レベルの切り換え指
示を入力すると、当該ＭＰＵ２１３が当該指示入力に応
じてスイッチ２２１及び２２２の切り換え制御を行うよ
うになされている。また、当該ＭＰＵ２１３は当該指示
入力に応じてＡＧＣ回路２０６のゲイン制御をも行う。

【００１２】例えば、上記操作パネル２２０からの指示
入力が、上述のように照明状態が悪いために映像信号レ
ベルの増幅を指示するものであった場合、上記ＭＰＵ２
１３は、上記スイッチ２２１を閉制御すると共にスイッ
チ２２２を開制御し、さらにＡＧＣ回路２０６を最大ゲ
インに制御する。これにより、映像信号はプリアンプ２
０５にて１２ｄＢ増幅され、さらにＡＧＣ回路２０６で
１８ｄＢ増幅されるようになる。このように映像信号を
増幅した状態で、ユーザは、ピント合わせや構図の決
定、さらにはカラーバランスの調整等をも行い、その
後、操作パネル２２０のレベル切換スイッチを操作し
て、映像信号レベルを元の状態に戻すように指示する。
すなわちこの指示入力があると、上記ＭＰＵ２１３は、
スイッチ２２１を開制御すると共にスイッチ２２２を閉
制御し、さらにＡＧＣ回路２０６のゲインを０ｄＢにす
る。また、上記照明状態が悪い場合には、前述したよう
に長時間露光を行うため、ＭＰＵ２１３は、タイミング
ジェネレータ２１１を制御して、ＣＣＤ２０３の読み出
しパルスを当該長時間露光用のパルスにする。

【００１３】一方、上記操作パネル２２０からの指示入
力が、照明状態が良いために映像信号レベルを増幅しな
い旨を指示するものであった場合、上記ＭＰＵ２１３
は、上記スイッチ２２１を開制御すると共にスイッチ２
２２を閉制御し、さらにＡＧＣ回路２０６については映
像信号レベルが適正値となるように制御する。このよう
な状態で、ユーザは、ピント合わせや構図の決定等を行
い、その後は撮影を開始する。なお、このときのタイミ
ングジェネレータ２１１からは通常撮影時のＣＣＤ２０
３の読み出しパルスが出力される。

【００１４】上述したように、従来のビデオカメラ２０
０では、撮影条件によってプリアンプ２０５の使用の有
無を切り換えるための構成を有している。

【００１５】しかし、上記プリアンプ２０５やバイパス
回路（スイッチ２２２）を搭載するということは、回路
が複雑になると共にコストも上昇することを意味する。
例えばいわゆる３板式ＣＣＤカメラなどの場合には、プ
リアンプも３系統必要になって、更に回路の大型化とコ
ストアップになる。

【００１６】また、上記図６の構成では、通常撮影時に
も映像信号がバイパス回路を通過するようになされてい
るため、映像信号のＳＮ比などの特性が劣化することに
もなる。

【００１７】さらに、上記３板式ＣＣＤカメラなどの場
合には上述したようにプリアンプも３系統必要になる
が、このときこれら３系統の各プリアンプの特性が完全
に一致していないと、得られた映像信号のカラーバラン
スが狂う場合がある。すなわち、３板式ＣＣＤカメラで
は、３つのＣＣＤの出力から赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の映像信号を得るようになされているが、この時
例えば、前記照明条件が悪くて暗い場合には前述したよ
うに映像信号を一度増幅してピント合わせ等を行うと共
にカラーバランス等の調整をも行うことになる。言い換
えれば、それぞれ特性が一致していない３つの各プリア
ンプを通過した映像信号を用いて、カラーバランス調整
が行われることになる。しかし、当該カラーバランス調
整等の後は、上記プリアンプは使用せず、かつＡＧＣ回
路のゲインも０ｄＢにして長時間露光による撮影を行う
ことになるので、カラーバランスが狂うことになる。

【００１８】そこで、本発明は、上述のような問題点に
鑑みてなされたものであり、照明条件が悪くて暗い場合
でもピント合わせや構図決定が容易で、かつカラーバラ
ンス等の調整値も狂うことがないビデオカメラ及びビデ
オカメラの調整方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のビデオカメラ
は、被写体像を結像する光学系と、入射光を光電変換し
て光電荷を蓄積し、この蓄積した光電荷を読み出して映
像信号に変換する変換手段と、光電荷の蓄積時間を蓄積
時間制御信号に応じて制御する蓄積時間制御手段と、映
像信号が供給され利得制御信号に応じて利得が制御され
る利得制御手段と、蓄積時間制御信号及び利得制御信号
を生成する制御信号生成手段とを有し、制御信号生成手
段は、変換手段での映像利得と利得制御手段での利得と
の合成利得が、所望の利得となるように蓄積時間制御信
号及び利得制御信号を生成することにより、上述した課
題を解決する。

【００２０】また、本発明のビデオカメラの調整方法
は、被写体像を結像する結像工程と、結像光を光電変換
して光電荷を蓄積し、この蓄積した光電荷を読み出して
映像信号に変換する変換工程と、光電荷の蓄積時間を蓄
積時間制御信号に応じて制御する蓄積時間制御工程と、
映像信号が供給され利得制御信号に応じて利得が制御さ
れる利得制御工程と、変換工程での映像利得と利得制御
工程での利得との合成利得が、所望の利得となるように
蓄積時間制御信号及び利得制御信号を生成する制御信号
生成工程と、映像信号の調整を行う調整工程とを有する
ことにより、上述の課題を解決する。

【００２１】すなわち、本発明によれば、光電変換の際
の映像利得と利得制御の際の利得との合成利得が、所望
の利得となるようにしているため、照明条件が悪くて暗
い場合でもピント合わせや構図決定に十分なレベルの映
像信号を得ることができる。また、光電荷の蓄積時間で
映像利得を制御するため、カラーバランス等の調整値が
狂うこともない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２３】本発明が適用されるビデオカメラの全体の
システム構成例を図１に示す。この図１に示すシステム
は、例えば暗い被写体１４０をＣＣＤ１０３の長時間蓄
積機能を利用して撮影し、明るい静止画像を得ることが
できるようにしたシステムである。

【００２４】この図１のシステムの構成について簡単に
説明する。

【００２５】この図１において、光学部１０１は、被写
体１４０からの光をＣＣＤ上に結像するためのレンズや
絞り機構、ピント合わせのためのレンズ駆動機構等を有
してなるものであり、当該光学部１０１を介した入射光
はＣＣＤ１０３へ導かれる。当該ＣＣＤ１０３は、蓄積
した電荷を、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１１１か
らの読み出しパルスに基づいて読み出し、撮像信号に変
換して出力するものである。

【００２６】当該ＣＣＤ１０３から出力された撮像信号
は図示を省略するサンプルホールド回路にて相関二重サ
ンプリングされて映像信号に変換され、この映像信号が
自動利得制御がなされるＡＧＣ回路１０６を介して、続
くプロセス回路１０８に送られる。ここで、上記ＡＧＣ
回路１０６は、例えば通常撮影時において映像信号レベ
ルが適正値となるように、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ
ユニット）１１３からの利得制御信号に応じて利得が制
御されるものであり、通常使用されているＡＧＣ回路で
は０ｄＢから１８ｄＢ程度の利得制御幅を有している。
上記プロセス回路１０８では、上記ＡＧＣ回路１０６か
らの映像信号に、ホワイトバランス調整やガンマ（γ）
処理，ホワイトクリップ処理，ニー（knee）処理等の各
種信号処理を施した後、当該ビデオカメラ１００の映像
出力端子に出力する。この映像出力端子から出力された
映像信号は、映像信号の保持手段としてのフレームメモ
リを有する画像蓄積装置１２０に送られる。

【００２７】また、タイミングジェネレータ１１１から
は、当該映像出力端子から出力される映像信号に同期し
た同期信号が出力され、この同期信号も上記画像蓄積装
置１２０に送られる。

【００２８】上記画像蓄積装置１２０では、上記ビデオ
カメラ１００から供給された映像信号を、上記同期信号
に応じて蓄積し、必要に応じて映像出力端子から出力す
る。この画像蓄積装置１２０の映像出力端子から出力さ
れた映像信号は、例えばビデオテープレコーダ（ＶＴ
Ｒ）やビデオプリンタ等の記録装置１５０に送られて記
録されたり、或いは、モニタ装置１６０に送られて表示
される。

【００２９】ここで、上記ビデオカメラ１００には、後
述するように操作パネルが設けられており、当該操作パ
ネル上には撮影モード切換スイッチが設けられている。
この撮影モード切換スイッチは、例えば、後述するよう
に４フレーム蓄積モードと、長時間蓄積モードと、通常
撮影モードである連続読み出しモードとの切り換えを指
示するためのものである。

【００３０】先ず、上記連続読み出しモードのときのビ
デオカメラ１００の動作から説明する。

【００３１】ユーザは、上記操作パネルの撮影モード切
換スイッチを操作して、連続読み出しモードを指示す
る。この操作パネルからの撮影モード指示入力は、ＭＰ
Ｕ１１３に送られる。

【００３２】上記ＭＰＵ１１３は、上記連続読み出しモ
ードが指示されると、ＡＧＣ回路１０６を映像信号のレ
ベルが最適レベルになるような利得制御を行うと共に、
タイミングジェネレータ１１１を通常の連続読み出しモ
ードに設定する。タイミングジェネレータ１１１は、上
記ＭＰＵ１１３にて連続読み出しモードが設定される
と、ＣＣＤ１０３に対して通常の読み出しパルスを出力
する。当該ＣＣＤ１０３では、上記連続読み出しモード
に設定された上記タイミングジェネレータ１１１からの
読み出しパルスに応じて、蓄積している光電荷を読み出
し、この光電荷を撮像信号に変換して出力する。当該撮
像信号は、図示を省略するサンプルホールド回路にて相
関二重サンプリングされて映像信号に変換され、ＡＧＣ
回路１０６に送られる。

【００３３】この時のＡＧＣ回路１０６は、上述したよ
うにＭＰＵ１１３によって映像信号のレベルが最適値に
なるように利得制御され、当該ＡＧＣ回路１０６からの
映像信号がプロセス回路１０８に送られる。当該プロセ
ス回路１０８で処理された映像信号は、映像出力端子か
ら出力されて、画像蓄積装置１２０に送られる。

【００３４】また、当該連続読み出しモードに設定され
たタイミングジェネレータ１１１からは、上記映像出力
端子から出力された映像信号と同期した同期信号が出力
され、この同期信号も上記画像蓄積装置１２０に送られ
る。

【００３５】当該画像蓄積装置１２０では、上記ビデオ
カメラ１００から供給された映像信号を、上記同期信号
に応じて蓄積し、必要に応じて映像出力端子から出力す
る。当該画像蓄積装置１２０から出力された映像信号
は、上述同様に記録装置１５０やモニタ装置１６０に送
られる。

【００３６】この連続読み出しモードでは、ビデオカメ
ラ１００から出力された映像信号或いは、上記画像蓄積
装置１２０を介した映像信号に基づいて、ビデオカメラ
１００のピント合わせや構図決定、さらにはカラーバラ
ンス調整等を行う。すなわち、当該連続読み出しモード
では、被写体の照明状態は良好であるため、ゲイン調整
等を行わなくてもピント合わせや構図決定等ができる。

【００３７】次に、被写体が暗くて、ピント合わせや構
図決定が困難なとき、ユーザは、上記操作パネルの撮影
モード切換スイッチを操作して、４フレーム蓄積モード
を指示する。この操作パネルからの撮影モード指示入力
は、ＭＰＵ１１３に送られる。

【００３８】上記ＭＰＵ１１３は、上記４フレーム蓄積
モードが指示されると、ＡＧＣ回路１０６を最大レベル
（例えば１８ｄＢ）に制御すると共に、タイミングジェ
ネレータ１１１の動作を当該４フレーム蓄積モードに設
定する。タイミングジェネレータ１１１は、上記ＭＰＵ
１１３にて４フレーム蓄積モードが設定されると、ＣＣ
Ｄ１０３の読み出しパルスを４フレーム毎のパルスにし
て出力する。したがって、当該ＣＣＤ１０３では、上記
４フレーム蓄積モードに設定された上記タイミングジェ
ネレータ１１１からの読み出しパルスに応じて、光電荷
を４フレーム間蓄積し、その後この４フレーム間蓄積し
た光電荷を撮像信号に変換して出力する。この４フレー
ム間の蓄積により得られた撮像信号のレベルは、図２に
示すように、通常の連続読み出しモードで暗い被写体１
４０を撮影した場合に得られるＣＣＤ出力のレベルＬよ
りも４倍（利得にすると例えば１２ｄＢ）の大きさのレ
ベル４Ｌの信号となる。当該ＣＣＤ１０３にて４フレー
ムの間光電荷が蓄積されて得られた撮像信号は、図示を
省略するサンプルホールド回路にて相関二重サンプリン
グされて映像信号に変換され、ＡＧＣ回路１０６に送ら
れる。

【００３９】この時のＡＧＣ回路１０６は、上述したよ
うにＭＰＵ１１３によって最大ゲイン（例えば１８ｄ
Ｂ）に設定されているため、当該ＡＧＣ回路１０６の出
力は、上記ＣＣＤ１０３で４フレーム間蓄積されること
による前記１２ｄＢと合わせて３０ｄＢだけゲインアッ
プした映像信号、すなわち通常の１フレーム間の蓄積に
より得られる映像信号よりも３０ｄＢだけゲインアップ
した映像信号となる。このＡＧＣ回路１０６からの映像
信号がプロセス回路１０８にて処理され、映像出力端子
から出力されて、画像蓄積装置１２０に送られる。な
お、この画像蓄積装置１２０に送られる映像信号は、４
フレーム毎にコマ落としされた動画、すなわち１フレー
ム分の映像の後の３フレームは映像が存在しないような
動画の信号となる。

【００４０】また、当該４フレーム蓄積モードに設定さ
れたタイミングジェネレータ１１１からは、図２に示す
ように、上記映像出力端子から出力された映像信号と同
期した４フレーム毎の同期信号Ｗｅｎが出力され、この
同期信号Ｗｅｎも上記画像蓄積装置１２０に送られる。

【００４１】当該画像蓄積装置１２０では、上記ビデオ
カメラ１００から供給された映像信号を、上記同期信号
Ｗｅｎに応じて蓄積し、必要に応じて映像出力端子から
出力する。このとき、当該画像蓄積装置１２０は、フレ
ームメモリに上記映像信号に蓄積しているため、ビデオ
カメラ１００から出力された上記４フレーム毎のコマ落
としがなされた動画の映像信号を、４フレーム間同じ映
像が続く動画の映像信号として出力することができる。
これにより、当該画像蓄積装置１２０からは、画像のち
らつきが無い映像信号が得られることになる。すなわ
ち、ビデオカメラ１００から出力された映像信号は４フ
レーム毎のコマ落としされた動画であるため、これをそ
のままモニタ装置１６０の画面上に表示すると、フリッ
カが激しく見難いものになるのに対し、上記画像蓄積装
置１２０から出力された映像信号を表示すると、多少動
きの鈍い動画として表示されるがフリッカはなく、見易
いものとなる。当該画像蓄積装置１２０から出力された
映像信号は、上述同様に記録装置１５０やモニタ装置１
６０に送られる。

【００４２】上記ビデオカメラ１００からの映像信号や
画像蓄積装置１２０を介した信号は、ＣＣＤ１０３にて
４フレーム間蓄積して得られたものであるため明るく、
したがってピント合わせや構図決定が容易である。ま
た、上記４フレーム間蓄積して得られた映像信号は、前
述した従来例のようにプリアンプにて増幅されたもので
はないため、後に長時間露光により映像信号を得るよう
にしたとしてもカラーバランス等が狂うことはない。さ
らに、画像蓄積装置１２０を介した映像信号を用いれ
ば、フリッカがなく見やすいため、ピンと合わせや構図
決定がさらに容易になる。

【００４３】次に、上記ピント合わせと構図決定、及び
カラーバランス調整がなされた後、実際の長時間露光撮
影が行われる。このとき、ユーザは、操作パネル上の撮
影モード切換スイッチを操作することによって、長時間
蓄積モードを選択する。この長時間蓄積モードが選択さ
れると、ＭＰＵ１１３は、ＡＧＣ回路１０６のゲインア
ップを解除してゲインを０ｄＢに設定すると共に、タイ
ミングジェネレータ１１１を長時間蓄積モードに設定に
して適正露光量が得られるフレーム数を設定する。

【００４４】タイミングジェネレータ１１１は、上記長
時間蓄積モードに設定されると、上記適正露光量が得ら
れるフレーム数に応じた読み出しパルスを発生してＣＣ
Ｄ１０３に送る。したがって、ＣＣＤ１０３では、上記
タイミングジェネレータ１１１からの読み出しパルスに
応じたフレーム数だけ光電荷を蓄積する。

【００４５】このＣＣＤ１０３から読み出された光電荷
は、前述同様にサンプルホールド回路を介して、ゲイン
が０ｄＢになされたＡＧＣ回路１０６に送られる。この
ＡＧＣ回路１０６に送られる映像信号は、上記長時間蓄
積モードのフレーム数に対応する期間だけ蓄積された映
像信号であり、この映像信号が０ｄＢにゲイン制御され
たＡＧＣ回路１０６を介してプロセス回路１０８に送ら
れる。当該プロセス回路１０６にて処理された映像信号
は、映像出力端子から出力されて、画像蓄積装置１２０
に送られる。なお、この画像蓄積装置１２０に送られる
映像信号は、上記長時間蓄積モードにより撮影された静
止画像の信号となる。

【００４６】また、上記長時間蓄積モードに設定された
タイミングジェネレータ１１１からは、上記映像出力端
子より出力された映像信号と同期した同期信号が出力さ
れ、この同期信号も上記画像蓄積装置１２０に送られ
る。

【００４７】当該画像蓄積装置１２０では、上記ビデオ
カメラ１００から供給された映像信号を、上記同期信号
に応じて蓄積し、必要に応じて映像出力端子から出力す
る。すなわちこのときの画像蓄積装置１２０は、フレー
ムメモリに蓄積した静止画像の信号を出力する。この静
止画像の信号は、上述同様に記録装置１５０やモニタ装
置１６０に送られる。

【００４８】上記図１のビデオカメラ１００は、より具
体的には図３に示すような構成を有している。この図３
のビデオカメラ１００は、いわゆる３板式のＣＣＤカメ
ラである。以下、この図３の構成を説明する。

【００４９】この図３において、ビデオカメラ１００の
光学部１０１は、被写体からの光をＣＣＤ上に結像する
ためのレンズ１や、光量調節或いは被写界深度設定のた
めの絞り機構、ピント合わせのためのレンズ駆動機構等
を有し、さらに必要に応じて赤外線カットフィルタや紫
外線カットフィルタ等を有してなるものである。また、
プリズム２は例えばダイクロイックプリズム等により構
成され、上記レンズ１を介した入射光を、赤色（Ｒ）光
と緑色（Ｇ）光と青色（Ｂ）光とに分解し、これら分解
した赤色光を、前記ＣＣＤ１０３を構成する、赤色用Ｃ
ＣＤ３_Rと、緑色光を緑色用ＣＣＤ３_Gと、青色光を青色
用ＣＣＤ３_Bとへ、それぞれ導く。

【００５０】各ＣＣＤ３_R，３_G，３_Bは、複数の受光部
が行列方向にマトリクス状に配され、受光部内の蓄積電
荷を行方向に転送する垂直転送レジスタが列方向に配さ
れたものである。垂直転送レジスタの転送電極には水平
ブランキング期間内に垂直転送パルスが印加され、この
垂直転送パルスが印加されると、当該印加タイミングで
蓄積電荷が行単位で転送されることになる。また、垂直
ブランキング期間内には、互いに位相の異なる読み出し
パルスが上記垂直転送パルスに重畳されて上記転送電極
に印加され、各受光部と垂直転送レジスタ間の読み出し
のゲートのポテンシャルが上がって、受光部に蓄積され
ていた各フレーム毎の第１，第２のフィールド（奇数フ
ィールド，偶数フィールド）の電荷が垂直転送レジスタ
側に読み出される。また、水平周期の有効画素出力期間
においては、水平転送レジスタに例えば互いに位相の異
なる２相の水平転送パルスが供給されて、垂直転送レジ
スタから水平転送レジスタに転送された電荷を水平走査
のタイミングで順次出力部側に出力する。出力部は電荷
／電圧変換手段を有し、この電荷／電圧変換手段に上記
水平転送レジスタからの電荷が順次転送されて電圧に変
換される、この電圧値からなる信号が撮像信号として取
り出される。

【００５１】これらＣＣＤ３_R，３_G，３_Bに供給される
垂直転送パルス、読み出しパルス、水平転送パルス等
は、タイミングジェネレータ１１１から供給される。当
該タイミングジェネレータ１１１は、高周波発信器を備
え、当該高周波発信器からの基準クロックに基づいて、
上記読み出しパルスと同期信号、さらには垂直同期信号
及び水平同期信号をも発生する。

【００５２】ここで、当該タイミングジェネレータ１１
１においては、前記読み出しパルスを発生する構成とし
て、ＣＣＤ読み出し信号発生回路３２とスイッチ３１を
有している。上記ＣＣＤ読み出し信号発生回路３２は、
例えば前述した通常の連続読み出しモードに対応した読
み出しパルスを出力するものであり、スイッチ３１はＭ
ＰＵ１１３の制御により、撮影モードに応じて当該ＣＣ
Ｄ読み出し信号発生回路３２からの読み出しパルスを間
引くものである。すなわち、上記ＭＰＵ１１３は、操作
パネル２０上の撮影モード切換スイッチの状態を見てお
り、通常の連続読み出しモードのときには上記ＣＣＤ読
み出し信号発生回路３２からの読み出しパルスをそのま
ま出力するように上記スイッチ３１を制御し、前記４フ
レーム蓄積モードのときには上記ＣＣＤ読み出し信号発
生回路３２からの読み出しパルスを４フレームに１つの
パルスが出力されるように上記スイッチ３１を制御し、
前記長時間蓄積モードのときには上記ＣＣＤ読み出し信
号発生回路３２からの読み出しパルスを当該長時間蓄積
モードにて設定されたフレーム数毎に１つのパルスが出
力されるように上記スイッチ３１を制御する。

【００５３】一方、当該タイミングジェネレータ１１１
において、前記同期信号を発生する構成としては、例え
ば３つの同期パルス発生回路３３，３４，３５と切換ス
イッチ３６を有している。３つの同期パルス発生回路３
３，３４，３５のうち、例えば、同期パルス発生回路３
３は前記通常の連続読み出しモード時に対応する同期信
号を発生するものであり、また、同期パルス発生回路３
４は前記４フレーム蓄積モード時に対応する同期信号を
発生するものであり、同期パルス発生回路３５は前記長
時間蓄積モード時に対応する同期信号を発生するもので
ある。これら各同期パルス発生回路３３，３４，３５の
出力端子のうち、同期パルス発生回路３３の出力端子は
切換スイッチ３６の被切換端子ａと接続され、同期パル
ス発生回路３４の出力端子は切換スイッチ３６の被切換
端子ｂと接続され、同期パルス発生回路３５の出力端子
は切換スイッチ３６の被切換端子ｃと接続されている。
また、この切換スイッチ３６の共通端子が当該ビデオカ
メラ１００の同期信号出力端子１０７に接続されてい
る。当該切換スイッチ３６はＭＰＵ１１３の制御によ
り、撮影モードに応じて、各同期パルス発生回路３３，
３４，３５からの同期信号を選択的に切り換える。これ
により、当該タイミングジェネレータ１１１からは、撮
影モードに応じた同期信号が出力され、これが上記同期
信号出力端子１７から出力されることになる。

【００５４】上記各ＣＣＤ３_R，３_G，３_Bからそれぞれ
出力された撮像信号は、それぞれ対応して設けられたサ
ンプルホールド回路４_R，４_G，４_Bに送られる。これら
サンプルホールド回路４_R，４_G，４_Bでは、それぞれ供
給された撮像信号を相関二重サンプリングして、赤色、
緑色、青色の色信号（以下、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号と呼ぶ）に
変換する。これらＲ，Ｇ，Ｂ信号は、前記ＡＧＣ回路１
０６を構成するＡＧＣ（自動利得制御）回路６_R，６_G，
６_Bにそれぞれ送られる。これらＡＧＣ回路６_R，６_G，
６_Bは、前述したようにＭＰＵ１１３によって撮影モー
ドに応じたゲインに制御される。続くプロセス回路１０
８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号にそれぞれ対応するＲプロセス回
路８_R，Ｇプロセス回路８_G，Ｂプロセス回路８_Bにて構
成され、それぞれ供給された信号に、前述したような各
種信号処理を施す。これらプロセス回路８_R，８_G，８_B
にて処理された映像信号は、それぞれ対応する映像出力
端子９_R，９_G，９_Bから前記画像蓄積装置１２０に出力
される。

【００５５】なお、図３の例では、映像出力端子から出
力される映像信号を、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のコンポーネント
信号とした例を挙げているが、上記プロセス回路８_R，
８_G，８_Bにて信号処理された各色信号をマトリクス回路
により輝度信号と色差信号のコンポジット信号に変換し
て出力することも可能であり、この場合には上記プロセ
ス回路８_R，８_G，８_Bの後段にマトリクス回路が設けら
れると共に、映像出力端子も上記コンポジット信号から
なる映像信号を出力する端子に変更される。

【００５６】次に、上述した４フレーム蓄積モード時の
図１及び図３のＭＰＵ１１３の制御動作のフローチャー
トは図４に示すようなものとなる。

【００５７】この図４において、ステップＳ１では、前
記操作パネル２０の撮影モード切換スイッチが４フレー
ム蓄積モードに切り換えられたか否かを判断する。当該
ステップＳ１で４フレーム蓄積モードがＯＮとなってい
ないと判断したときには、当該ステップＳ１の判断を繰
り返す。一方、ステップＳ１で４フレーム蓄積モードに
切り換えられたと判断したときには、ステップＳ２に進
む。ステップＳ２では、ＡＧＣ回路のゲインを最大ゲイ
ン（＋１８ｄＢ）にし、次のステップＳ３では、タイミ
ングジェネレータを４フレーム蓄積モードに設定する。
また、ステップＳ４では、タイミングジェネレータから
当該４フレーム蓄積モードに対応した同期信号の出力を
設定する。

【００５８】次に、ステップＳ５では、前記操作パネル
２０の撮影モード切換スイッチが４フレーム蓄積モード
から別のモードに切り換えられたか否かを判断する。当
該ステップＳ５で４フレーム蓄積モードがＯＦＦとなっ
ていないと判断したときには、当該ステップＳ５の判断
を繰り返す。一方、ステップＳ５で４フレーム蓄積モー
ドがＯＦＦとなっていると判断したときには、ステップ
Ｓ６に進む。

【００５９】ステップＳ６では、ＡＧＣ回路のゲインを
元のゲインに戻す。すなわち、撮影モード切換スイッチ
が長時間蓄積モードを示しているときにはＡＧＣ回路の
ゲインを０ｄＢにし、連続読み出しモードを示している
ときにはＡＧＣ回路の自動制御を行うことになる。

【００６０】次のステップＳ７では、タイミングジェネ
レータにおける読み出しパルスの設定も元に戻す。な
お、撮影モード切換スイッチが長時間蓄積モードを示し
ているときには当該長時間蓄積モードに応じた設定に
し、連続読み出しモードを示しているときには通常の設
定に戻す。

【００６１】その後、ステップＳ８では、撮影モード切
換スイッチにて指示される撮影モードに対応した同期信
号を、上記タイミングジェネレータから出力するように
設定する。なお、撮影モード切換スイッチが長時間蓄積
モードを示しているときには当該長時間蓄積モードに応
じた同期信号を、連続読み出しモードを示しているとき
には通常の同期信号を出力するように設定する。

【００６２】次に、図５には、上述した図１及び図３の
構成における撮影モードの切り換えと、各モードに応じ
たＡＧＣ回路のゲインの値と、タイミングジェネレータ
（ＴＧ）の設定と、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号（映像信号）の出力
のタイミングとを、表に表して示す。すなわちこの図５
において、通常の連続読み出しモードのときには、ＡＧ
Ｃ回路のゲインは適正露出となる任意の値に制御され、
タイミングジェネレータの設定は通常の連続読み出し用
の読み出しパルスになされ、映像信号の出力は連続出力
となる。また、４フレーム蓄積モードのときには、ＡＧ
Ｃ回路のゲインは最大の１８ｄＢとなされ、タイミング
ジェネレータの設定は４フレーム蓄積モードの読み出し
パルスになされ、映像信号の出力は４フレームおきの出
力となる。さらに、長時間蓄積モードのときには、ＡＧ
Ｃ回路のゲインは最小の０ｄＢとなされ、タイミングジ
ェネレータの設定は当該長時間蓄積を行う場合に適正露
出となる任意のフレーム数に応じた読み出しパルスにな
され、映像信号の出力は同じく長時間蓄積モードにて設
定されたフレーム数毎の出力となる。

【００６３】上述したようなことから、本発明構成例に
よれば、ＣＣＤの長時間蓄積を使用する撮影の不具合点
を解消できる。すなわち、ＣＣＤの長時間蓄積が必要な
被写体は当然に暗いものであるため、その動画をモニタ
表示しただけでは色調整やピント合わせが困難であり、
一方、ＣＣＤの長時間蓄積を使用すれば、明るさは問題
ないが、ＣＣＤの蓄積時間やＡＧＣ回路のゲインをその
都度調整してピント合わせを行い、満足のいく状態にな
ったならばＣＣＤの蓄積時間を元に戻すと共にＡＧＣ回
路のゲインを０ｄＢに設定し、その後本番の撮影を行う
といった煩雑な操作が必要になる。これに対して、本発
明構成例によれば、ピント合わせ等のためのゲインアッ
プとその後の本番撮影とを、操作パネル上のスイッチ操
作のみで実現でき、上述した不都合を解消できる。な
お、本発明は、本来高感度に静止画像を撮影するための
長時間蓄積モードを、動画の露光量調整に使用してい
る。したがって、高感度が要求され、かつ通常の連続し
た動画の必要性があまりない分野に応用が考えられる。
また、本発明を用いれば、ハードウェアに依存しないた
め、長時間蓄積に対応したＣＣＤ及びタイミングジェネ
レータを搭載したビデオカメラであれば、制御ソフトウ
ェアの変更だけで簡単に移植できることになる。さら
に、ビデオカメラの低輝度のオートホワイトバランスが
動作するには、ある程度の明るさが必要であり、したが
って低輝度の被写体では動作しないが、本発明を用いれ
ば、低輝度下でも正確にオートホワイトバランスを動作
させることができ、またオートホワイトバランス動作中
は撮影を行わないので、コマ落としの動画でも問題はな
い。またさらに、夜間監視カメラシステムのように、高
感度が要求されるものにおいて、本発明を適用すれば、
従来のビデオカメラよりも監視領域が広がることにな
る。すなわち例えば、夜間監視カメラシステムでは、複
数のカメラを１台のモニタで時分割して監視したり、コ
マ撮りでＶＴＲに記録する場合が多く、連続した動画で
ある必要性はないため、本発明を適用することが可能で
ある。

【００６４】

【発明の効果】本発明においては、光電変換の際の映像
利得と利得制御の際の利得との合成利得が、所望の利得
となるようにしているため、照明条件が悪くて暗い場合
でもピント合わせや構図決定に十分なレベルの映像信号
を得ることができ、したがってピント合わせや構図決定
が容易となる。また、光電荷の蓄積時間で映像利得を制
御するため、カラーバランス等の調整値が狂うこともな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオカメラが適用されるシステムの
概略構成例を示す図である。

【図２】本発明のビデオカメラの４フレーム蓄積モード
について説明するためのタイミングチャートである。

【図３】本発明のビデオカメラの内部構成を説明するた
めのブロック回路図である。

【図４】本発明のビデオカメラの４フレーム蓄積モード
での動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明のビデオカメラにおける撮影モードとＡ
ＧＣ回路のゲイン制御、タイミングジェネレータの設
定、映像信号出力の関係を説明するための図である。

【図６】従来のビデオカメラの内部構成の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１ レンズ系 ２ プリズム ３_R，３_G，３_B，１０３ ＣＣＤ ６_R，６_G，６_B，１０６ ＡＧＣ回路 ８_R，８_G，８_B，１０８ プロセス回路 ２０ 操作パネル ３２ ＣＣＤ読み出し信号発生回路 ３３，３４，３５ 同期パルス発生回路 １００ ビデオカメラ １０１ 光学部 １１１ タイミングジェネレータ １１３ ＭＰＵ １２０ 画像蓄積装置 １５０ 記録装置 １６０ モニタ装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を結像する光学系と、 上記光学系からの入射光を光電変換して光電荷を蓄積
   し、当該蓄積した光電荷を読み出して映像信号に変換す
   る変換手段と、 上記変換手段での上記光電荷の蓄積時間を、蓄積時間制
   御信号に応じて制御する蓄積時間制御手段と、 上記映像信号が供給され、利得制御信号に応じて利得が
   制御される利得制御手段と、 上記蓄積時間制御信号及び上記利得制御信号を生成する
   制御信号生成手段とを有し、 上記制御信号生成手段は、上記変換手段での映像利得と
   上記利得制御手段での利得との合成利得が、所望の利得
   となるように上記蓄積時間制御信号及び利得制御信号を
   生成することを特徴とするビデオカメラ。
2. 【請求項２】 上記蓄積時間制御手段により設定された
   上記光電荷の蓄積時間の間、上記映像信号を保持する保
   持手段を設けることを特徴とする請求項１記載のビデオ
   カメラ。
3. 【請求項３】 被写体像を結像する結像工程と、 上記被写体の結像光を光電変換して光電荷を蓄積し、当
   該蓄積した光電荷を読み出して映像信号に変換する変換
   工程と、 上記変換工程での上記光電荷の蓄積時間を、蓄積時間制
   御信号に応じて制御する蓄積時間制御工程と、 上記映像信号が供給され、利得制御信号に応じて利得が
   制御される利得制御工程と、 上記変換工程での映像利得と上記利得制御工程での利得
   との合成利得が、所望の利得となるように上記蓄積時間
   制御信号及び利得制御信号を生成する制御信号生成工程
   と、 映像信号の調整を行う調整工程とを有することを特徴と
   するビデオカメラの調整方法。