JPS63260283A - Ｃｃｄ画像出力装置 - 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ＣＣＤ画像出力装置に関し、更に詳しくは感光
部の出力特性に折れ曲がり特性（１＜ｎｅｅ特性）を持
たせたＣＣＤ画像出力装置に関する。

（発明の背景） インターラインＣＣＤを用いて高速撮影を行う場合、感
光部の電荷を垂直転送部に転送する転送モードを１フイ
ールド中に２回設けている。第６図はインターラインＣ
ＣＤを用いたＣＣＤ画像出力装置の構成概念図である。

尚、図中には感光部と垂直転送部を１列分しか示してい
ないが、実際の装置では数列設けられている。図におい
て、１は被写体の明るさに応じた電荷を発生する感光部
、２は感光部１の電荷を一時的に蓄積して垂直方向に転
送する垂直転送部、３は垂直転送部２に電荷転送用の転
送パルスを印加する転送パルス発生回路である。４は垂
直転送部２に蓄積された電荷を捨てるための掃き出しド
レイン、５は垂直転送部２の電荷を一時的に蓄え、シフ
トパルスにより水平方向に電荷をシフトし画像信号とし
て出力する水平転送部である。

第７図は高速モード時における転送パルス発生回路３の
出力を示すタイミングチャートである。

転送パルス発生回路３は■１〜■４までの転送パルスを
作成し、これら転送パルスを直接垂直転送部２に印加し
て、感光部１から垂直転送部２への転送と、ＪＩ！直転
退転送部２掃き出しドレイン４又は水平転送部５への転
送を行う。実際には感光部１から垂直転送部２への電荷
転送はＶｌとｖ３のミニヨって行い、垂直転送部２から
掃き出しドレイン４又は水平転送部５への転送はＶ１〜
Ｖ４により行う。転送パルスｖ１とｖ３のＨ，Ｍ、Ｌレ
ベルのうちＨレベルまで振幅のあるパルスＰ１とＰ２が
水平方向転送パルスである。

このタイミングチャートを用いて高速モードの動作を説
明する。転送パルスＶ１．Ｖ３の第１発目のパルスＰ１
で、それまで感光部１に発生していた電荷を垂直転送部
２に移し、垂直転送パルスＶ１〜ｖ４により高速で逆転
送して垂直転送部２の電荷を掃き出しドレイン４に捨て
る。感光部１では被写体の明るさに応じた新たな電荷を
発生する。発生した電荷は、転送パルスＶ１．Ｖ３の第
２発目のパルスＰ２で、感光部１から垂直転送部２に移
される。そして、垂直転送部２の電荷は今度は垂直転送
パルスｖ１〜Ｖ４により水平転送部５に移される。水平
転送部５の電荷はシフトクロックにより順次画像出力と
して読出される。以上の動作により高速シャッタ動作が
可能となる。即ち、転送パルスＶ１．Ｖ３の第１発目の
パルスＰｌで、感光部１の電荷を捨て、その後短時間内
に発生した電荷を第２発目のパルスＰ２で垂直転送部２
に移すようにしているので、高速シャッタ動作（１子シ
ャッタ動作）が可能となっている。

ここで、転送パルスＰ１．Ｐｚの第１発目の転送電荷は
掃き出しドレイン３に捨てられるが、Ｐｌの振幅を調整
することにより感光部１で発生した電荷の一部はそのま
ま残すようにすることができる。第８図は、この現象を
説明するための図で、転送電荷ｌと電位との関係を示し
ている。感光部１に電荷が発生している状態で垂直転送
部電極２ａに転送パルスＰ１を印加する。ここで、Ｐｌ
の振幅レベルをＶＬ　−（イ）、ＶＭ　　（ロ）、ＶＨ
−（ハ）（ＶＬ＜ＶＨ＜ＶＨ）と変化させるにつれて、
垂直転送部２の電位の障壁がだんだん下がって、ついに
は（ハ）に示すように感光部１の電位よりも垂直転送部
２の電位が十分下に下がってしまう。この状態では、感
光部１の全電荷が垂直転送部２に流出する。つまり、電
荷が転送されたことになる。

以上の説明より、垂直転送都電ｆｆ１２ａに印加する転
送パルスＰ１の振幅を適当な値に設定してやると、垂直
転送部２の電位の障壁を、感光部１にチャージされた全
ての電荷が流出しないレベルに保持してやることができ
る。この結果、第１発目の転送パルスＰ１により高輝度
部分が捨てられて、電荷が少なくなった感光部１は、そ
の電荷レベルから被写体からの受光曾に応じた電荷の発
生を開始する。この電荷は今度は第２発目の転送パルス
Ｐ２により垂直転送部２に移される。そして、第２発目
の転送パルスＰ２で垂直転送部２に移された電荷が画像
信号となる。この電荷は、第１回目の転送時に電荷が捨
てられた分だけ、感光部１に余裕が生じ入力光量に比例
したものとなっている。

第９図は、この時のインターラインＣＣＤの特性を示す
図である。（イ）は感光部１にチャージされる電荷Ｑ（
ＩＩ軸）と時間（横軸）の関係を示しており、（ロ）は
感光部１から転送される正規化信号電流（最大電流を１
として示す）と正規化入力光量（最大光量を８として示
す）との関係を示している。先ず、（イ）について説明
する。横軸は１フイールド（１／６０秒）を示している
。

画面の明るい部分は入力光量が強く、ｆｌに示すように
電荷Ｑはすぐに飽和してしまう。このままでは白くとん
だ画像となるので、（１／６０−１／１ＣＣＤ）秒の時
点で第１発目の転送パルスＰｌ　（振幅ＶＨＩ）を印加
して飽和している部分の電荷を捨てる。これにより、感
光部１は入力光に応じたリニアな電荷を発生するように
なる。そして、１／１ＣＣＤ秒経過後に第２発目の転送
パルスＰ２　　（振幅ＶＨ２）を印加して垂直転送部２
に移す。垂直転送部２には入力光量が多い場合でも蓄積
時間が短いため入力光量に応じた電荷が蓄積される。従
って、この電荷を垂直転送パルスＶ１〜Ｖ４で水平転送
部４に転送してやれば、被写体からの入力光量に応じた
画像信号が得られることになる。

一方、画面の暗い部分は入力光量が少なくｆ２のように
１フイ一ルド期間中、電極Ｑが入力光量に比例する。以
上の説明では、ｆ　１．　ｆ　２の傾きθは入力光の強
さく輝度）を表わしている。

次に、（ロ）について説明する。口中の０．５゜０．６
．０．７．０．８．１等はパラメータの値を示しており
、これらパラメータ値は次式で与えられる。

（ＶＨ２ＶＨｔ　）／　（ＶＨ２−ＶＭ　）図より明ら
かなように、第１回目の転送で捨てる電荷の量に応じて
正規化信号電流は途中から傾きのゆるい傾斜で上昇する
ようになる。このような折れ曲がり特性を前述したニー
（ｋｎｅｅ）特性と呼ぶ。第１回目の転送で捨てる電荷
の量を増やすことにより、リニヤに増加させることので
きる入力光量の範囲′を広げる−ことができる。

第１０図は、第９図に示すような特性を得るための転送
パルス波形のタイミングを示す図である。

図に示してないパルスＶ２．Ｖ４については、第７図に
示すそれと同一であるものとする。第７図に示すタイミ
ングチャートと異なり、第１発白の転送パルスＰ＋の振
幅ＶＨＩが第２元口の転送パルスＰ２の振幅ＶＨ２より
も小さくなっていることがわかる。このようにＰ＋の振
幅をＰ２のそれよりも小さくすることにより前述のニー
特性を持たせることができる。

（発明が解決しようとする問題点） 前述したインターラインＣＣＤの入出力特性に折れ曲が
り特性を持たせるという技術は、ラチチュードの狭いＣ
ＣＤに対し実効的にラチチュードを広くしたのと同様の
効果を持たせることができる。しかしながら、この技術
をカラー画像！ｆｆ１手段として用いると逆にこの折れ
曲がり点付近で不都合が生じる。

例えば原色フィルタのカラーＣＣＤで白を写した場合、
Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ〈ブルー）の出力は
必ずしも同じではない。今、白を写した時のＲ，Ｇ、Ｂ
用ＣＣＤの出力比が１：２：１であったものとする。後
段のプロセスは、これを白とするようにＲ，Ｇ、Ｂのゲ
イン調整を行う。

ところが白レベルが、第１１図に示すように丁度折れ曲
がり点に付近であったものとすると、Ｇだけが傾きｂ上
のゲイン、Ｒ，Ｂが傾きａ上のゲインとなりＣＣＤ出力
がＲ，Ｇ、Ｂ−１：２：１とならなくなってしまう。つ
まり、Ｇのゲインが弱められてしまい、白を写したにも
拘らずグリーンの補色のマゼンタ色がついてしまう。即
ち、ホワイト（白）バランスをとったにも拘らず階調チ
ャートを写すと、ある階調にマゼンタ色がついてしまう
という不具合があった。　本発明はこのような点に鑑み
てなされたものであって、その目的は折れ曲がり特性を
有するインターラインＣＣＤの出力を用いても不自然な
色が出ないようにしたＣＣＤ画像出力装置を実現するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、出力特性に折れ曲
がり特性を持たせるようにしたＣＣＤ画像出力装置であ
って、ＣＣＤ出力の折れ曲がり特性をリニア特性に戻す
直線化回路を設け、該直線化回路の出力をその出力とす
るように構成したことを特徴とするものである。

（作用） 折れ曲がり特性を有するＣＣＤの出力に、折れ曲がり部
分を元に戻すための直線化回路を設ける。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。第６図と同一の部分には同一の符号を付して示す。図
において、１０は水平転送部５より出力される折れ曲が
り特性を持った画像信号を補正して全域にわたってリニ
アな特性を持った画像信号を出力する直線化回路である
。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下
の通りである。

感光部１で発生した電荷が水平転送部５から出力される
までの動作については、詳述したのでその説明は省略す
る。第２図は本発明装置の動作原理の説明図である。水
平転送部５から出力される第２図（イ）に示す特性を持
つた画像信号は、直線化回路１０に入る。該直線化回路
１０は、第２図（ロ）に示すような入出力特性を有して
いる。

ここで、領域工の入出力ゲインは論理的には１である。

領域■では入出力ゲインを図に示すように１以上に持ち
上げる。従って、直線化回路１０からは第２図（ハ）に
示すような入力（光の強さ）に対してリニアな出力（Ｃ
ＣＤ出力）特性を有する画像信号が得られる。従って、
この直線化回路１０の出力を後段のプロセス（図示せず
）に与えてやれば、折れ曲がり特性の影響を受けずに良
好なカラー画像を得ることができる。

第３図は、直線化回路１０の具体的構成例を示す電気回
路図である。１１は折れ曲がり特性を持ったインターラ
インＣＣＤで、第１図の構成要素１から５までを含む概
念である。１２はインターラインＣＧＤ１１の出力をサ
ンプリングするサンプリング回路である。該サンプリン
グ回路１２としては、例えばノイズの影響を打消すため
の相関２重サンプリング法が用いられる。１３はサンプ
リング回路１２の出力（交流）を所定の直流レベルに固
定（クランプ）するクランプ回路である。

１４はクランプ部１３の出力を直線化するリニアライザ
である。このように構成された回路の動作を説明すれば
、以下の通りである。

インターラインＣＣＤ１１からは、折れ曲がり特性を持
った画像信号が出力される。この画像信号はサンプリン
グ回路１２でサンプリングされ、ノイズが除去された後
、コンデンサＣ１を介してクランプ部１３に与えられる
。従って、このままでは直流レベルが定まらないので、
外部より入力されるクランプパルスにより直流レベルを
固定し、固定された直流レベルの上に画像信号をのせる
ようにしている。即ち、クランプパルスが入力されると
トランジスタＱ１がオンになる。この結果、トランジス
タＱ１のエミッタは可変抵抗ＶＲＬに　。

より設定される直流レベルに維持される。

トランジスタＱ１がオン状態では、そのコレクタもエミ
ッタと同レベルとなる。従って、後段のトランジスタＱ
ｚもオンになり、そのエミッタの直流レベルは、略Ｑ１
のエミッタの直流レベルと同じになる。このようにして
定まった直流レベルの上に画像信号が重畳される。つま
り、サンプリング回路１２の出力がコンデンサＣＩを介
してトランジスタＱ２のベースに与えられるので、Ｑ２
のエミッタからは、固定された直流レベルの上に画像信
号が重畳されたものが出力され、リニアライザ１４に入
る。

第４図はリニアライザ１４の入出力特性を示す図である
。直線１　ｔ　＊　１２のゲイン（傾き）は、各抵抗の
値として識別符号をそのまま用いるものとしてそれぞれ
次式で与えられる。

１１・・・−Ｒｔ／Ｒｓ ｌ！２−−　（（１／Ｒｓ　）　＋　（１／Ｒｔ　）　
）　Ｒｔ尚、折点にの位置は、抵抗Ｒ１とＲ２の分圧値
と分圧点に接続されたダイオードＤ１により決定される
。直ａｌｔの傾きは原則として１が用いられる。直線／
２の傾きは、第２図（イ）に示す折れ曲り特性（ニー特
性）によるゲインの低下を補正するに足りるだけの値に
設定される。

本発明によれば、以下に示すような付加的な効果が得ら
れる。ブラウン管は、第５図（イ）に示すように入力の
小さい領域で輝度の上昇が鈍い特性を持っている。従っ
て、カメラ特性は第５図（ロ）に示すように、撮像板出
力が小さい領域でカメラ出力の上昇が急峻となるように
設定する必要がある。ところが、ＣＣＤは入力に対する
出力の関係がリニアなため、ＣＣＤ出力をγ補正するた
め低輝度のＳ／Ｎが悪くなる。そこで、ＣＣＤにニー特
性を持たせ、その後リニアに戻す。回路のＳ／ＮはＣＣ
ＤのＳ／Ｎより良いためダイナミックレンジの広いＳ／
Ｎのよいビデオ出力が得られる。。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、折れ曲り
特性をもたせたインターラインＣＣＤの出力をリニアに
する直線化回路を設けることにより、カラー撮影の場合
にも不自然な色が出ないようにしたｃｃｏｉｉｉ像出力
装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は本発明装置の原理説明図、第３図は直線化回路の具
体的構成例を示す電気回路図、第４図はリニアライザの
特性を示す図、第５図はプラウン管とカメラの特性を示
す図、第６図はインターラインＣＣＤを用いたＣＣＤ画
像出力装置の構成概念図、第７図は高速モード時におけ
る転送パルス発生回路の出力を示すタイミングチャート
、第８図は転送電荷量と電位との関係を示す図、第９図
はインターラインＣＣＤの折れ曲り特性の説明図、第１
０図は転送パルスのタイミングを示す図、第１１図は折
れ曲り特性の説明図である。 １・・・感光部　　　　　　２・・・垂直転送部３・・
・転送パルス発生回路 ４・・・掃き出しドレイン　５・・・水平転送部１０・
・・直線化回路 特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　井　　島　　藤　　胎外１名 第３　図 病４図 ン７トバルス 角等７図 第８　図 筒９ （イ） 第１０図 図 第１１図 元の５！ｌざ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力特性に折れ曲がり特性を持たせるようにしたＣＣＤ
   画像出力装置であって、ＣＣＤ出力の折れ曲がり特性を
   リニア特性に戻す直線化回路を設け、該直線化回路の出
   力をその出力とするように構成したことを特徴とするＣ
   ＣＤ画像出力装置。