JPS5834070B2 - 映像信号振幅整合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、テレビカメラ内の複数の撮像装置によって
生成された映像信号の振幅を確実に整合させるためのテ
レビカメラ装置に関する。

最近のカラーテレビカメラのように複数の撮像装置を使
用したテレビカメラでは、各撮像装置に関連して生成さ
れたテレビジョンのラスタを整合させる必要があり、さ
らに、例えば赤、緑および青のカラー撮像装置のような
各撮像装置によって生成された各映像信号の振幅は黒レ
ベル（光が存在しない状態）および白レベルの双方でほ
ぼ同じ大きさになる必要がある。

この白レベルは完全に明るい状態と赤、緑、青のカラー
信号が等量であることとを示している。

比較回路において映像信号振幅を所定の基準信号と比較
して制御信号を生成し、これを利得制御装置に帰還して
映像信号振幅を調整する自動利得制御（ＡＧＣ）回路は
公知である。

テレビカメラにおいては、最近すべての自動機能をデジ
タル制御する傾向があるが、上述のような回路は事実上
アナログ回路である。

従って、所要の制候信号をマイクロプロセッサ制御装置
のような公知のデジタル装置によって処理できるように
デジタル形式で安価かつ直接に生成することが望ましい
。

この発明の１実施例によれば、この映像信号振幅整合装
置は少なくとも１個の撮像装置と成る所要の基準レベル
と振幅を異にする関連映像信号を生成する手段とを有す
るテレビカメラ装置に適用するものであって、その撮像
装置に映像信号そ生成するために撮像装置の画像径路内
に共通信号生成基準を挿入する手段と、映像振幅基準信
号を発生する手段と、この映像振幅基準信号と上記の映
像信号に共通の変動基準信号を生成する手段とを有する
。

この基準信号は予想される最小映像信号以下の基準原点
から予想される最大映像信号以上の点まで振幅が増加す
るものである。

第１および第２の信号変換チャンネルがあってそれぞれ
変動基準信号が映像振幅基準信号および上記映像信号を
超えたときそれぞれ第１および第２のゲート信号を生成
する信号検出手段を有する。

第１および第２の計数手段が基準周波数を生成するクロ
ック手段に接続され、それぞれ第１および第２のゲート
信号に応動して上記共通の変動基準信号の原点から第１
および第２のゲート信号までの基準周波数のクロックを
計数し、これによって第１および第２の計数器の各計数
値は上記映像信号の振幅および映像振幅器単信号の振幅
を表わす。

上記第１および第２の計数手段には制御手段が接続され
、上記映像信号と映像振幅基準信号の振幅の差を示す制
御信号を生成する。

また撮像装置には制御信号に応動して、映像信号振幅の
差を最小にする手段が接続されている。

次に添付図面を参照しつつこの発明をその実施例につい
てさらに詳細に説明する。

第１図において、たとえば無地の白い背景を有する基準
バタンチャート１００がテレビカメラ１２０の画像径路
Ｃ−Ｃ’上に配置されている。

この基準バタンチャート１００はまた点線Ｄ−Ｄ’で示
すようにレンズ系に挿入することによって画像径路Ｃ−
Ｃ’上に配置することもできる。

またこのテレビカメラ１２０の画像径路Ｃ−Ｃ’には暗
示したようにレンズキャップ１１０がこの画像径路に出
入し得るように配置されている。

このレンズキャップ１１０は画像径路に挿入されるとレ
ンズ系からすべての外光を遮断する。

またこの白色バタンチャートの代わりに無地の黒いチャ
ートや黒と白の複合バタンチャートを使用することもで
きる。

テレビカメラ１２０は例えば３つの撮像装置およびこれ
に関連するラスク発生回路（図示せず）を含む代表的な
カラーテレビカメラであり、画像径路Ｃ−Ｃ’内に見え
る情景の赤、緑、青の各部分にそれぞれ対応する３つの
映像信号■□、■Ｇ。

■８を発生してこれを利得制御映像増幅器１３０゜１４
０．１５０に供給する。

レンズキャップｉｉｏ′ｊ６よび／または基準バタン１
００の走査の動作は３個の撮像装置全部の画像径路Ｃ−
Ｃ′に共通であり、遮光されたレンズ系は画像を表わさ
ず、白色基準は赤、緑、青の等量を表わすので、映像出
力信号■□、■ｏ、■８の振幅は、感度、利得および関
連特性に対する３個の撮像装置の動作を表わす。

前述のように、カラーテレビカメラを正しく動作させる
には黒レベル（画像光がない状態）と白レベルの両方で
各映像信号の振幅が等しいことを要する。

前述のように、振幅検知器１６０はその入力に供給され
る３つの映像信号ＶＢｐＶＧ、ＶＧの振幅の差を検出し
て誤差出力信号を生成し、この誤差出力信号がさらに制
御信号処理部１７０に供給される。

制御処理部１７０は関連映像信号の１つを基準として各
撮像装置の映像信号の黒レベルおよび白レベルにおける
振幅不整合の量および方向を決定する。

緑の映像信号振幅に対する赤の映像信号振幅の不整合の
量および方向、および緑の映像信号振幅に対する青の映
像信号振幅の不整合の量および方向によって緑の映像信
号振幅に対する赤および青の映像信号振幅の不整合を表
示する２つの制御信号が得られる。

この赤および青の振幅差出力信号はさらに映像増幅器１
３０，１５０の利得制御入力端子に供給され、これによ
って増幅器１３０と１５０の利得を調節して振幅検知器
１６０の入力端子における入力信号ＶＢｙＶＢの振幅が
ｖＧの振幅と実質的に一致するようにする。

上述のように第１図の映像信号振幅整合装置は、その整
合の１吹精度が振幅検知器１６０の白黒両信号レベルに
おける関連映像出力信号の振幅器の検出能力に殆んどす
べて依存するテレビカメラ用閉ループ自動振幅整合装置
を形成する。

第２図はこの発明による振幅検知器１６０の実施例を示
す。

第２図において、例えば第１図の■□、■ｏに対応する
２つの関連映像信号が映像ゲ−１１０，１２の各入力端
子に供給される。

装置の論理発生器（図示せず）から引出されたゲート信
号Ｇがゲート１０，１２に印加されると共にフリップ・
フロップ１８．２０のセット端子およびランプ発生器５
０の入力端子に印加され、第３ａ図および第３ｂ図の時
刻ｔ。

において同時にゲーＮ０，１２を関き、フリップ・フロ
ップ１８゜２０をセットし、ランプ発生器５０を作動さ
せる。

ゲーＮ０，１２からの出力映像信号は比較器１４．１６
の各一方の入力端子に供給される。

この比較器１４．１６の他方の入力端子にはランプ発生
器５０の出力信号が供給される。

このランプ発生器５０の出力信号は、第３ａ図および第
３ｂ図にＶＲＥＦで示すように、黒レベルに対応する予
想される最小映像信号より低いレベルから時刻ｔ。

に出発し、白レベルに対応する予想される最大映像信号
よりも高いレベルまで上昇するような変化する基準電位
である。

動作において、比較器１４．１６の出力信号は上昇する
傾斜電圧のＶＲＥＦが入力映像信号Ａ、Ｂの定レベル映
像信号振幅を超えるまで低レベルであるが、この時点に
おいて高レベルに転換する。

但し第３ａ図および第３ｂ図に示すように映像信号振幅
ＶＲ，ＶＧの大小関係より必ずしも同時ではない。

高低側レベルのどちらかをとる比較器１４．１６の出力
はそれぞれフリップ・フロップ１８．２０の各入力端子
Ｈに供給され、フリップ・フロップ１８ 、２０の出力
はそれぞれゲーｔ−２４，２６の各一方の入力に供給さ
れる。

ゲート２４．２６の他方の入力には例えば公称周波数１
００ ＭＨｚ で動作するクロックパルス発生器４６の
出力が供給される。

ゲート２４，２６の出力はそれぞれ計数器３０゜３４の
各入力端子に供給され、計数器３０．３４の出力は論理
演算部３２の入力に供給される。

この論理演算部３２は例えは計数器３０．３４に記憶さ
れた計数器を加算または減算し、計数器３０゜３４に記
憶された全計数値の和または差を出力端子Ｏに生成する
。

第２図の検知器は次のように動作する。

ゲート１０に入力映像信号Ａが供給されている状態で、
第３ａ図の時刻ｔ。

においてゲート信号Ｇがゲート１０を開き、ランプ発生
器５０を始動し、フリップ・フロップ１８′をセットす
る。

第３ａ図は黒レベルすなわちレンズを被蓋した状態で発
生した第２図の映像信号人力Ａ、Ｂに対応する映像信号
■Ｒ２■Ｇを示す。

セットされたフリップ・フロップ１８はゲート２４を開
いてクロックパルス発生器４６からのクロックパルスを
計数器３０に計数させ、そのレジスタに計数器を記憶さ
せる。

基準ランプ電圧出力は時刻ｔ。

における最小期待映像信号（黒レベル）から上昇を続け
るうちに第３ａ図にＶＢ、で示す映像入力信号Ａと交差
して比較器１４を高レベルに転換し、これによってフリ
ップ。

フロップ１８が状態を転換してゲート２４を閉じ、クロ
ックパルス発生器４６から計数器３０へのクロックパル
スの供給を遮断する。

このとき計数器３０はそのレジスタに時刻Ｔ。

からｔｌまでの総計数値を記憶している。

同様に第３ａ図の■ に対応する映像入力信号Ｂはゲー
ト１２に供給され、比較器１６、フリップ・フロップ２
０およびゲート２６によって変換されて第３ａ図の時刻
ｔ。

からｔ２までの総計数値を計数器３４に記憶させる。

映像出力■Ｒが第３ａ図のＶＢ、で示すように映像出力
ＶＧよりも大きいときは、計数器３０は時刻ｔｏからｔ
３までの計数値を記憶する。

上記のように計数器３０．３４はそのレジスタに２つの
入力映像信号の各振幅を表わすデジタル計数値をそれぞ
れ記憶しているが、論理演算部３２はこのデジタル計数
値の一方から他方を差弓いて２つの映像信号の振幅差を
表わすデジタル数値を出力端子Ｏに生成する。

このデジタル数値は例えばマイクロプロセッサ装置に直
接使用して所要の制御信号を生成したり、あるいはデジ
タル累算器に記憶してデジタル・アナログ変換器によっ
て制御信号に変換したりすることができる。

この変換器の出力は第１図の映像増幅器１３０の利得制
御端子に供給するに適する直流制御電圧に低減して映像
信号■Ｒの振幅を映像信号ｖＧの振幅に対応するように
調節することもできる。

この装置の論理部の制御の下に第２図の検知器は次に入
力端子ＡにＶＢを供給して新しいゲート信号Ｇによる測
定を再開することによってＶＢの振幅をＶＧの振幅に比
較する。

第３ｂ図の波形は、カメラレンズのキャップが外されて
カメラが白い基準チャートを走査し得るようになってい
るときの、第２図の検知器の同様の動作を示す。

ここで計数器３４は基準信号■Ｇを表わすクロックパル
ス発生器４６からのクロックパルスを時刻ｔ。

からｔ５までの計数値として記憶し、計数器３０は比較
される関連映像信号振幅が第２図の検知器の映像人力Ｂ
に供給された基準映像信号ＶＧの振幅より小さいか太き
いかによって時刻ｔ。

からｔ４またはｔ６までの計数値としてそのクロックパ
ルスを記憶している。

上述の限りにおいては、黒レベルと白レベルの測定にお
ける映像信号の振幅差の分解能は同一であり、この実施
例では公称１００ ＭＨｚのクロック４６の周波数と第
３ａ図および第３ｂ図に示すようにＶａＦＸｐ 電圧
基準が直線状傾斜電圧である事実とに大きく影響されて
いる。

この直線状傾斜電圧と、１００ ＭＨｚの公称周波数と
１μ秒の測定期間（ランプ時間）によって各計数値は映
像レベル測定領域の約１％Ｉこ対応する。

しかし普通は白レベルよりも黒レベルに存在するすべて
の信号の振幅差の測定精度すなわち分解能を高くするこ
とが望ましい。

この分解能の向上は、ランプ発生器５０を直線状傾斜電
圧を得るには時定数が不充分な積分器として構成するこ
とによってＶＲＥＦを非直線状（第３ａ図にＶＲＢＦ’
で示す）に生成することにより、クロック周波数を上昇
することなく安価に達せられる。

このように第２図の検知器の各計数器は例えはｉａａ図
に示す期間ｔ。

−ｔ２′およびｔ。

−１１７の計数を直線状傾斜電圧対するｔ〜ｔｇよびｔ
。

〜ｔ□の計数に比して白レベル２ 測定における分解能に実質的に影響を及ぼさずに累算記
憶する。

上述の説明では振幅整合の補正のために赤と青の関連映
像信号１の映像信号と比較したが、この発明は使用する
映像信号が唯１つの場合にも適用することができ、また
絶対測定の場合には赤、緑、青の映像信号を例えば黒レ
ベルおよび白レベルの信号に対する装置の基準レベルに
対して比較することが望ましい。

上述のような単一映像信号の例では、黒レベルまたは白
レベルに対応する装置の基準が第２図の検出器の一方の
入力例えば映像人力Ａに供給され、比較される映像信号
が映像人力Ｂに供給される。

一方の入力に一定の基準レベルが印加されるので計数器
３０の計数値は変化しないが、計数器３４の計数値はそ
の一定基準の上下の振幅差によって決定される。

同様に、赤、緑、青の映像信号を一定基準すなわち装置
の基準レベルと比較するときは、この基準レベルを第２
図の検知器の一方の入力に印加し、３つの映像信号そそ
の他方の人力に切換式に印加して遂次測定ができるよう
にする。

この基準レベルは黒レベルでも白レベルでもまたは任意
の装置基準でもよいことは言うまでもない。

第１図の振幅検知器１６０から得られた信号から生成さ
れた制御信号を必ずしも増幅器１３０゜１５０に供給す
る必要はなく、例えばターゲット電圧を変化させること
による撮像管の感度の制御またはカメラ１２０に付属す
る他の映像処理段の信号レベルまたは利得の制御に使用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した装置のブロック図、第２図
はこの発明を実施した信号振幅検知器のブロック図、第
３ａ図および第３ｂ図は第２図の検知器の動作説明用波
形図である。 １４．１６・・・・・・比較器（検出手段）、３０゜３
４・・・・・・計数手段、３２・・・・・・論理演算部
（制御信号生成手段）、４６・・・・・・クロック手段
、５０・・・・・・ランプ発生器（基準信号生成手段）
、１００・・・・・・基準バタンチャート（信号生成手
段）、１１０・・・・・・レンズキャップ（挿入手段）
、１２０・・・・・・テレビカメラ（撮像手段）、１７
０・・・・・・制御信号処理部（映像信号の差を最小に
する手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１個の撮像装置および所要の基準レベル
   に対し振幅の異なる関連映像信号を発生する手段を有す
   るテレビカメラ装置に用いるものであって、 上記撮像装置内に関連映像信号を発生するためその撮像
   装置の画像径路内に共通信号生成基準を挿入する手段と
   、 映像振幅基準信号を発生する手段と 、 上記映像振幅基準信号と上記映像信号とに共通の変動基
   準信号であって、予想される最小の映像信号より低い原
   点から予想される最大の映像信号より上の点まで増加す
   る上記変動基準信号を生成する手段と、 基準周波数を生成するクロック手段と、 上記変動基準信号が上記映像振幅基準信号および上記映
   像信号を超えたときそれぞれ第１および第２のゲート信
   号を生成する信号検出手段をそれぞれ有する第１および
   第２の転送チャンネルと、上記クロック手段に接続され
   、それぞれ各第１および第２のゲート信号に応動して上
   記共通の変動基準信号の原点から上記第１および第２の
   ゲート信号までの基準周波数のクロックを計数し、各計
   数値が上記映像信号の振幅および映像振幅基準信号の振
   幅を表わす第１および第２の計数手段と、上記第１およ
   び第２の計数手段に接続され上記映像信号と映像振幅基
   準信号の振幅の差を表わす制御信号を発生する制御手段
   と、 上記撮像装置に接続され、上記制御信号に応動して上記
   映像信号の振幅の差を減少させる手段と、からなる映像
   信号振幅整合装置。