JPS61150488A - カラ−ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、２以上の原色信号成分を混合した状態のｔｉ
像色信号出力をカラーイメージセンサより得て、所謂分
離輝度方式の信号処理を行って所望の方式の禰準テレビ
ジッン信号を出力するカラービデオカメラに関する。

〔従来の技術〕

−ｉに、カラービデオカメラでは、橋像管や固体イメー
ジセンナの撮像面前面にストライブ状やモザイク状の色
コーディングフィルタを配設して、該色コーディングフ
ィルタによって、撮像光を３原色成分Ｒ，Ｇ、Ｂに色分
解してカラーｔｉｔｓを行ない、その描像出力から原色
信号と輝度信号とを形成するようになっている。

そして、カラービデオカメラでは、撮像用光源の色温度
の違いによって再往画像の色調が変化するので、色再現
性の良好なカラー撮像出力を得るために、撮像用光源の
色温度に応じてホワイトバランスを正確に調整しておく
必要がある。

従来、ホワイトバランス調整は、例えばある撮像用光源
の色温度のもとて基準の白色の被写体を写して、その撮
像出力の赤色成分の信号レベルＲ１緑色成分に信号レベ
ルおよび青色成分の信号レベルＢの比がＲ：Ｇ：Ｔ３＝
１　：　１　！　１となるように、各色信号ラインに設
けたレベル調整回路を設定することによって行われてい
た。また、例えば、特公昭５６−４９９３号公報に開示
されているように、撮１象用光源の色温度を常時検出し
て、上記色温度の経時的な変化に自動的に追従させるよ
うにしたホワイトバランスｇ４整装置も提案されている
。

また、従来より、撮像光を例えばイエローＹｅ。

シアンＣＦ＋マゼンタＭｇ等の補色成分に色分解する補
色色コーディングフィルタをイメージセンサのｌＪＩ像
面前面に配設してカラー撮像を行なって得られる撮像出
力から原色信号と輝度信号とを形成するようにした補色
色コーディングによるカラービデオカメラが提案されて
いる。この補色色コーディングによるカラービデオカメ
ラでは、所謂分離輝度方式に対応する信号処理を行って
、イメージセンサにより得られる複数の原色成分を混合
した状態の濁像色信号出力から輝度信号を直接形成する
ことにより、撮像感度やＳ／Ｎ等の向上を図ることがで
きる。

ところで、上述のように補色色コーディングフィルタを
用いたカラービデオカメラでは、所謂分離輝度方式に対
応する信号処理を行って、イメージセンサにより得られ
る複数の原色成分を混合した状態の濁像色信号出力から
例えばＮＴＳＣ方式に適合した輝度信号と色信号とを形
成する場合、ｔｉ＠用光源の色温度の違いによって再生
画像の輝度再現性にも誤差を生じるため、無彩色時にＲ
＝Ｇ−Ｂとなるように色信号処理系のホワイトバランス
調整を行っただけでは被写体像の忠実なカラー撮像を行
うことはできず、上記輝度信号の形成に用いられる複数
の原色成分を混合した状態の撮像色信号についてもレベ
ルバランス調整を行う必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のように補色色コーディングフィルタを
用いたカラービデオカメラでは、イメージセンサにより
得られる複数の原色成分を混合した状態の濁像色信号出
力について分離輝度方式に対応する信号処理を行って色
信号と輝度信号とを形成する場合に、色信号処理系と輝
度信号処理系とにそれぞれレベルバランス調整手段を設
ける必要があり、各調整手段の自動ｆ、ＩＩ御を行うよ
うにすると極めて構成が複雑に成ってしまうという問題
点があった。

そこで、本発明は、上述の如き問題点に鑑み、２以上の
原色信号成分を混合した状態のｔｉ＠色信号出力をカラ
ーイメージセンサより得て、所謂分離輝度方式の信号処
理を行って所望の方式の標準テレビジョン信号を出力す
るカラービデオカメラにおいて、掲像用光源の色温度の
違いによって生じる再生画像の色再現性および輝度再現
性の誤差を補正する色信号処理系のホワイトバランス調
整および輝度信号処理系のレベルバランス調整を自動的
に行う機能を簡単な構成にて実現して、被写体像の忠実
なカラーｔｉ像を行い得るようにした新規な構成のカラ
ービデオカメラを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るカラービデオカメラは、上述の問題点を解
決するために、撮像用光源の色温度を常時検出する色温
度検出手段と、２以上の原色信号成分を混合した状態の
撮像色信号を複数出力するカラーイメージセンサと、該
カラーメージセン号から出力される各撮像色信号より各
原色信号を形成する色信号処理系と、該色信号処理系に
設けられ上記色温度検出手段による検出出力に基づいて
上記各原色信号成分の信号レベル比を制御する第１のレ
ベル制御手段と、上記各撮像色信号より輝度信号を形成
する輝度信号処理系と、該輝度信号処理系に設けられ上
記色温度検出手段による検出出力に基づいて上記複数の
濁像色信号出力め信号レベル比を制御する第２のレベル
制御手段とを備えて成ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るカラービデオカメラでは、撮像用光源の色
温度を色温度検出手段にて禽時検出し、色信号処理系の
各原色信号成分の信号レベル比を制御する第１のレベル
制御手段と、輝度信号処理系の輝度信号形成用の各撮像
色信号の信号レベル比を制御する第２のレベル制御手段
とを上記色温度検出手段による検出出力に基づいて自動
的に動作させ、カラーイメージセンサにて得られる２以
上の原色信号成分を混合した状態の複数の濁像色信号出
力より各原色信号と輝度信号とを形成する。

〔実施例〕

以下、本発明に係るカラービデオカメラの一実施例につ
いて、図面に従い詳細に説明する。

第１図のブロック図に示す実施例は、２以上の原色信号
成分を混合した状態の撮像色信号を複数出力するカラー
イメージセンサとして、補色色コーディングフィルタｌ
がｆｉｌｉ１面前面に配設されたＣ　ＯＤ　（Ｃｈａｒ
ｇｅ　Ｃｏｕｐｕｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）固体イメージ
センサ２を備え、上記補色色コーディングフィルタ１に
より色コーディングされる２以上の原色信号成分を混合
した状態の３種類の撮像色信号Ｓ＋＋ｓ、＋ｓ３　例え
ばホワイト信号Ｓｗ、シアン信号Ｓｃ＋イエロー信号ｓ
ｙが上記固体イメージセンサ２から点順次出力されるよ
うになっている。

上記固体イメージセンサ２にて被写体像を撮像すること
により得られる点順次の撮像色信号Ｓ１＋３２　、　Ｓ
３　　は、色分離回路３によって色分離して同時信号に
変換され、この色分離回路３の第１．第２および第３の
出力端子１０．２０．３０から各原色信号Ｅ　ｒｌ　Ｅ
　ｇｏ　Ｅ　ｂ形成用の色信号処理系と輝度信号ＥＶ形
成用の輝度信号処理系に供給されるようになっている。

この実施例において、色信号処理系は、３個のマトリク
ス回路１１，２１．３１を備え、上記色分離回路３の第
１および第２の出力端子２０から供給される第１および
第２の撮像色信号Ｓｔ　、　３２より赤原色信号Ｅｒを
上記第１のマトリクス回路１１にて形成し、また、上記
色分離回路３の第２の出力端子２０から供給される第２
の撮像色信号Ｓ２　より緑原色信号Ｅｇを上記第２のマ
トリクス回路２１にて形成し、さらに、上記色分離回路
３の第２および第３の出力端子２０から供給される第２
および第３の撮像色信号ＳＬＩ　Ｓ、　より赤原色信号
Ｅｂを上記第３のマトリクス回路１１にて形成する。そ
して、上記第１ないし第３のマトリクス回路１１．２１
．３１にて得られる各原色信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂは、そ
れぞれ第１ないし第３の信号合成回路１２，２２．３２
よりバフプ増幅器１３゜２３．３３を介して、ホワイト
バランス調整用の第１ないし第３の電圧制御型可変利得
増幅器１４．２４．３４に供給され、上記各電圧制御型
可変利得増幅器１４．２４．３４により、後述するよう
に自動的にホワイトバランス調整がなされるようになっ
ている。さらに、上記各電圧制御型可変利得増幅器１４
．２４．３４より得られるホワイトバランス調整のなさ
れた各原色信号Ｅ　ｒｌ　Ｅ　ｇｏ　Ｅ　ｂは、それぞ
れプロセス回路１５．２５．３５を介してマトリクス回
路４０に供給される。上記マトリクス回路４０は、上記
各原色信号Ｅ　ｒ、　Ｅ　ｇｏ　Ｅ　ｂから色差信Ｘｉ
＋Ｅ　（Ｂ−Ｙ）　、　Ｅ　（Ｒ−Ｙ）を形成してＮＴ
ＳＣエンコーダ８０に供給している。

また、この実施例において、輝度信号処理系は、上記色
分離回路３の第１ないし第３の出力端子１０．２０．３
０から供給される各撮像色信号Ｓ＋＋Ｓ、ｔＳ、が、そ
れぞれ第１ないし第３の信号合成回路４２．５２．６２
よりバファ増幅器４３．５３．６３を介してレベルバラ
ンス調整用の第１ないし第３の電圧制御型可変利得増幅
！３４４．５４．６４に供給され、上記各電圧制御型可
変利得増幅器４４．５４．６４により後述するように自
動的にレベルバランス調整がなされて、信号合成回路７
０に供給されるようになっている。そして、上記信号合
成回路７０は、上記各電圧制御型可変利得増幅ｒａ４４
．５４．６４より得られるレベルバランス調整のなされ
た各撮像色信号Ｓ、、ＳＬ、Ｓ３を所定の合成比にて加
算合成することによって輝度信号Ｅｙを形成して、この
輝度信号ＥＶをプロセス回路７５を介して上記ＮＴＳＣ
エンコーダ８０に供給するようになっている。

そして、上記ＮＴＳＣエンコーダ８０は、上記色信号処
理系のマトリクス回路４０から供給される色差信号Ｅ　
（Ｂ−Ｙ）　、　Ｅ　（Ｒ−Ｙ）と、上記輝度信号信号
処理系の上記信号合成回路７０より上記プロセス回路７
５を介して供給される輝度信号ＥＶとからＮＴＳＣ方式
に適合した複合カラーテレビジョン信号５ｏｕｔを形成
して、この複合カラーテレビジョン信号５ｏｕＬを信号
出力端子９０より出力する。

さらに、この実施例では、図示しない撮像用光源の色温
度を常時検出する色温度検出手段として盪像用光源の光
が白色フィルタ１００により散乱されて常に照射される
赤色光検出用のフォトセンサ１１０、緑色光検出用のフ
ォトセンサ１２０および青色光検出用のフォトセンサ１
３０を備えており、これら各フォトセンサ１１０，１２
０，１３０にて得られる各色光検出出力信号Ｅｒ’、　
Ｅｇ’。

Ｅｂ”がバファ増幅器１１１，１２１，１３１を介して
、上記色信号処理系の上記第１ないし第３の信号合成回
路１２．２２．３２にホワイトバランス調整の基準レベ
ル信号として供給されるようになっている。さらに、上
記各各フォトセンサ１１０．１２０，１３０にて得られ
る各色光検出出力信号Ｅｒ’、　　Ｅｇ’、　　Ｅｂ’
がバッファ増ｌ１ｌｉ器１１１゜１２１．１３１を介し
て、レベルバランス調整用の基準レベル信号Ｅ　Ｊ　＋
　Ｅ　ｓｌ　＋　Ｅ　Ｓ、’形成用の第１ないし第３の
マトリクス回路１１２，１２２，１３２に供給されてお
り、上記各マトリクス回路１１２．１２２．１３２にて
得られる各基準レベル信号Ｅ　３１　＋　　Ｅ　ＳＪ　
＋　Ｅ　Ｓ；が上記輝度信号処理系の上記第１ないし第
３の信号合成回路４２．　５２．　６２に供給されるよ
うになっている。

上記色信号処理系の第１ないし第３の信号合成回路１２
．２２．３２は、上記各色光検出出力信号Ｅｒ’、　Ｅ
ｇ’＋　Ｅｂ’を上述の第１ないし第３のマトリクス回
路１１，２１．３１より供給されている上記各原色信号
Ｅ　ｒ、Ｅ　ｇ＋　Ｅ　ｂの各ブランキング部分に重畳
する。また、上記輝度信号処理系の第１ないし第３の信
号合成回路４２．５２．６２は、上記レベルバランス調
整用の各基準レベル信号ＥＳ、　＋　Ｅ　Ｓ７１　Ｂ　
３３を上記色分離回路３の第１ないし第３の信号出力端
子１０．２’０．３０より供給されている上記各撮像色
信号Ｓ　、＋　Ｓ　Ｌ　＋　３３　の各ブランキング部
分に重畳するようになっている。

そして、上記色信号処理系には、上記各電圧制御型可変
利得増幅器１４．２４．３４よりの各出力を各ブランキ
ングのタイミングでそれぞれサンプルホールド（Ｓ／Ｈ
）する第１ないし第３のＳ／Ｈ回路２１１，２２１．２
３１による各ホールド出力が供給される第１ないし第３
の信号レベル検出回路２１２，２２２，２３２が設けら
れており、上記各原色信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂの各ブラン
キング部分に重畳された上記各色光検出出力信号Ｅ「゛
。

Ｅｇ’、　　Ｅｂ’の各信号レベルを上記各信号レベル
検出回路２１２，２２２．２３２にて検出するようにな
っている。さらに、上記各信号レベル検出回路２１２，
２２２，２３２にて検出される上記各色光検出出力信号
Ｅｒ’、　　Ｅｇ”、　Ｅｂ’の各信号レベルハ、第１
および第２のレベルコンパレータ２１３．２３３にて互
いに比較され、上述の緑色光検出用のフォトセンサ１２
０による色光検出出力信号Ｅｇ’の信号レベルに対する
他の各色光検出出力信号Ｅｒ’、　Ｅｂ’の各信号レベ
ルのレベル差が検出される。そして、上記各レベルコン
パレータ２１３．２３３にて得られるレベル差出力を、
それぞれバッファ増幅器２１４，２３４を介して利得制
御信号として上記第１および第３の電圧制御型可変利得
増幅器１４．３４に供給することによって、上記色信号
処理系にて形成される原色信号Ｅｒ、Ｅｇ、Ｅｂのホワ
イトバランス調整を自動的に行うようになっている。

さらに、上記輝度信号信号処理系には、上記各′電圧制
御型可変利得増幅器４４．５４．６４よりの各出力を各
ブランキングのタイミングでそれぞれサンプルホールド
（Ｓ／Ｈ）する第１ないし第３のＳ／Ｈ回路３４１，３
５１，３６１による各ホールド出力が供給される第１な
いし第３の信号レベル検出回路２３４，３５２，３６２
が設けられており、上記各各１鰻像色信号ｓ、、ｓよ、
ｓ、ｔの各ブランキング部分に重畳された上記各基準レ
ベル信号Ｅｓ；、　ＥｓＱ、　Ｅｓｊの各信号レベルを
上記各信号レベル検出回路３４２，３５２．３６２にて
検出するようになっている。さらに、上記各信号レベル
検出回路３４２，３５２，３６２にて検出される上記各
基準レベル信号Ｅ　Ｓ：＋　Ｅ　３１１　Ｅ　３３の各
信号レベルは、第１および第２のレベルコンパレーク３
４３，３６３にて互いに比較され、上述の第２のマトリ
クス回路１２２て与えられた上記基準レベル信号ＥＳｉ
の信号レベルに対する他のマトリクス回路１１２．１３
２による上記各基準レベル信号Ｅｓ、°＋　Ｅｓ３の信
号レベルのレベル差が検出される。そして、上記各レベ
ルコンパレータ３４３．３６３にて得られるレベル差出
力を、それぞれバッファ増幅器３４４，３６４を介して
利得制御信号として上記第１および第３の電圧制御型可
変利得増幅器４４．６４に供給することによって、上記
輝度信号処理系において輝度信号Ｅｙの形成に用いられ
る各撮像色信号Ｓ、　、　Ｓ２．　Ｓ、の信号レヘル比
を自動的に制御して、レベルバランス調整を行うように
なっている。

なお、上述の実施例では、上記色信号処理系および輝度
信号処理系にそれぞれ閉ループの帰還制御によるレベル
制御手段を設けて、上記色信号処理系のホワイトバラン
ス調整と上記輝度信号処理系のレベルバランス調整とを
行うようにしたが、本発明は、上述の実施例のみに限定
されるものでなく、例えば、第２図に示す第２の実施例
のように開ループ制御によるレベル制御手段を色信号処
理系および輝度信号処理系にを設けて、上記色信号処理
系のホワイトバランス調整と上記輝度信号処理系のレベ
ルバランス調整とを行うようにしてもよい。

この第２図のブロック図に示す第２の実施例において、
上述の第１の実施例と同一構成要素については、図面中
に同一番号を付して詳細な説明を省略する。

この実施例において、図示しない撮像用光源の光が白色
フィルタ１００により散乱されて常に照射される赤色光
検出用のフォトセンサ１１０、緑色光検出用のフォトセ
ンサ１２０および青色光検出用のフォトセンサ１３０に
て得られる各色光検出出力信号Ｅｒ’、　　Ｅｇ’、　
　Ｅｂｏは、バファ増幅器１１１．１２１，１３１を介
して、第１および第２のレベルコンパレータ２１３，２
３３に上記各色光検出出力信号Ｅｒ’、　Ｅｇ’、　Ｅ
ｂ’の各信号レベルは、第１および第２のレベルコンパ
レータ１１３゜１３３に供給され、上述の緑色光検出用
のフォトセンサ１２０による色光検出出力信号Ｅ　ｇｌ
の信号レベルに対する他の各色光検出出力信号Ｅｒ’＋
　Ｅｂｏの各信号レベルのレベル差が検出される。そし
て、上記各レベルコンパレータ１１３，１３３にて得ら
れる各信号レベルのレベル差出力に基づいて、色信号処
理系のホワイトバランス調整用の制御データＤｒ、Ｄｂ
と輝度信号処理系のレベルバランス調整用の制御データ
Ｄｙ＋＋　　Ｄｙｓをデジタル演算処理回路１４０にて
形成する。上記デジタル演算処理回路１４０にて形成さ
れたホワイトバランス調整用の制御データＤｒ、Ｄｂが
それぞれデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１１４，１
３４にてアナログ化されて利得制御信号として色信号処
理系の第１および第３の上記第１および第３の電圧制御
型可変利得増幅器１４．３４に供給されることによって
、上記色信号処理系にて形成される原色信号Ｅｒ、Ｅｇ
、Ｅｂのホワイトバランス調整を開ループ制御にて自動
的に行うようになっている。

同様に、上記デジタル演算処理回路１４０にて形成され
たレベルバランス調整用の制御データＤｙｅ。

Ｄ、ｙ）がそれぞれデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１４４，１６４にてアナログ化されて利得制御信号とし
て輝度信号信号処理系の第１および第３の上記第１およ
び第３の電圧制御型可変利得増幅器４４．６４に供給さ
れることによって、上記輝度信号処理系において輝度信
号Ｅｙの形成に用いられる各撮像色信号Ｓ（、ＳＬ　＊
　Ｓ）の信号レベル比を開ループ制御にて自動的に制御
して、レベルバランス調整を行うようになっている。

上述の各実施例では、２以上の原色信号成分を混合した
状態の濁像色信号出力をカラーイメージセンサ２より得
て、所謂分離輝度方式の信号処理を行ってＮＴＳＣ方式
の標準テレビジョン信号を出力するカラービデオカメラ
において、撮像用光源の色温度の違いによって生じる再
生ｉｉ！ｉｉ像の色再現性および輝度再現性の誤差を補
正する色信号処理系のホワイトバランス調整および輝度
信号処理系のレベルバランス調整を上記撮像用光源の色
温度変化を共通のフォトセンサ１１０，１２０，１３０
にて検出して自動的に行うようにしたので、簡単な構成
にて被写体像の忠実なカラー撮像を行うことのできるカ
ラービデオカメラを実現することができる。

〔発明の効果〕

上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係るカ
ラービデオカメラでは、撮像用光源の色温度を色温度検
出手段にて當時検出し、色信号処理系の各原色信号成分
の信号レベル比を制御する第１のレベル制御手段と、輝
度信号処理系の輝度信号形成用の各描像色信号の信号レ
ベル比を制御する第２のレベル制御手段とを上記色温度
検出手段による検出出力に基づいて自動的に動作させ、
カラーイメージセンサにて得られる２以上の原色信号成
分を混合した状態の複数の濁像色信号出力より各原色信
号と輝度信号とを形成するので、逼像用光源の色温度の
違いによって生じる再生画像の色再現性および輝度再現
性の誤差を補正する色信号処理系のホワイトバランス調
整および輝度信号形成用のレベルバランス援整を自動的
に行う機能を簡単な構成にて実現して、被写体像の忠実
なカラー撮像を行うことができ、所期の目的を十分に達
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカラービデオカメラの第１の実施
例を示すブロック図であり、第２図は本発明に係るカラ
ービデオカメラの第１の実施例を示すブロック図である ｌ・・・補色色コーディングフィルタ ２・・・固体イメージセンサ １１．２１．３１，１１２，１２２，１３２・・・マト
リクス回路 １２．２２，３２．４２，５２，６２．７０・・・信号
合成回路 １４．２４，３４，４４．５４．６４・・・・・・電圧
制御型可変利得増幅器 ８０・・・ＮＴＳＣエンコーダ １１０．１２０，１３０・・・フォトセンサ１１３．１
３３，２１３，２３３，３４３゜３６３・・・レベルコ
ンパレータ １１４．１３４，１４４．１６４・・・・・・デジタル
アナログ変換器 １４０・・・デジタル演算回路 ２１２．２２２，２３２，３４２，３５２゜３６２・・
・レベル検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像用光源の色温度を常時検出する色温度検出手段と、
   ２以上の原色信号成分を混合した状態の撮像色信号を複
   数出力するカラーイメージセンサと、該カラーメージセ
   ンサから出力される各撮像色信号より各原色信号を形成
   する色信号処理系と、該色信号処理系に設けられ上記色
   温度検出手段による検出出力に基づいて上記各原色信号
   成分の信号レベル比を制御する第１のレベル制御手段と
   、上記各撮像色信号より輝度信号を形成する輝度信号処
   理系と、該輝度信号処理系に設けられ上記色温度検出手
   段による検出出力に基づいて上記複数の濁像色信号出力
   の信号レベル比を制御する第２のレベル制御手段とを備
   え、上記カラーイメージセンサにて得られる２以上の原
   色信号成分を混合した状態の複数の撮像色信号出力より
   各原色信号と輝度信号とを形成するようにしたカラービ
   デオカメラ。