KR920000576B1 - 비데오 카메라 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비데오 카메라

제1도는 본 발명을 단일판방식 비데오 카메라에 채용한 경우의 일실시예의 구성을 도시하는 블록도.

제2도는 종래의 단일판방식 비데오 카메라를 도시하는 블록도.

제3도는 종래의 비데오 카메라의 문제점을 설명하는 설명도.

제4도는 본 발명의 일실시예의 각 부분의 동작을 설명하는 모식도.

제5도는 본 발명의 일실시예에 구비된 비선형처리부(11)의 입/출력 특성도.

제6도는 본 발명의 제2실시예에 일구성예인 디지틀 연산처리부를 도시하는 블록도.

제7도 및 제8도는 각각 본 발명에 이용되는 디지틀연산처리부의 일구성예인 메모리부의 일실시예를 도시하는 블록도 및 그의 동작을 설명하는 타이밍도.

제9도는 메모리부의 제2실시예를 도시하는 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 피사체 2 : 카메라 렌즈

3 : 조리개 기구 4 : CCD

5 : CCD 구동부 6 : 전치증폭기

7 : A/D 변환기 8 : 디지틀연산처리부

9 : 메모리부 10 : 가산기

11 : 비선형처리부 12 : 시간축복원기

13 : 디지틀프로세스회로 14 : D/A 변환기

15 : LPF 16 : 증폭기

17 : 디지틀제어부 18 : 조리개제어부

19 : 영상진폭연산기 20 : 조리개값 연산기

26 : 디지틀 계수승산기 27∼34 : 메모리

35 : 메모리어드레스 변환장치

본 발명은 촬상된 광학 영상을 영상(혹은 텔레비젼)신호로 변환하는 비데오 카메라(또는 텔레비젼 카메라)에 관한 것이다.

종래의 상업용 비데오 카메라로서는 현재 1매의 고체영상소자를 사용해서 컬러화상을 얻는 소의 단일판 방식이 대부분이었다. 제2도에 단일판방식 기본회로구성을 도시한다. 카메라렌즈(2)를 개재해서 피사체(1)의 상이 촬상소자(21)상에 맺히고, 촬상소자(21)는 촬상소자구동부(22)에 의해 구동되어, 광신호를 광-전기변환하고, 일정시간동안 신호전하의 형태로 광신호를 축적한 후 전기신호를 출력한다. 이 광-전기 변환된 신호는 전치증폭기(23)에 의해 증폭된 후, 프로세스회로(24)에서 감마보정, 휘도신호 및 색신호의 분리 및 합성, 동기신호의 부여등의 처리를 행하여, 방송방식에 적절한 비데오신호(E_VIDEO)로서 출력된다. 제어회로부(25)는 촬상소자구동부(22)에 촬상소자(21)의 신호전하의 축적 및 독출(출력)시기를 규정하는 타이밍 펄스(Pt)를 부여하고, 프로세스회로(24)에 동기신호(Paync)를 공급한다. NTSC 방식의 경우, 수직동기주파수(피일드주파수)는 60Hz, 수평동기주파수는 약 15,75KHz로 규정되어 있다. 그러나, 현재, 상기와 같은 상업용 비데오 카메라의 화질은 만족스럽지 않다. 특히, 촬상소자의 SN비(신호/노이즈비)는 촬상소자의 구조 및 노이즈 특성에 의해 결정되므로, 충분히 향상시키는 것은 어렵다. 또한, 포화공레벨과 노이즈 레벨의 의해 결정된 촬상소자의 다이내믹 범위는 비데오 카메라의 노출허용도에 큰 영향을 준다. 고체촬상소자가 채용된 비데오 카메라 노출허용도는 약 ±1EV(Exposure Value)정도로 좁아져, 콘트라스트차가 큰 피사체에서는, 비데오신호가 일부 포화되거나 블랙콜랩스(Black collapse : 이하에 설명함)가 생겨, 색신호의 결여등이 일어나 화질이 크게 손상을 입는다.

이러한 사정을 제3도를 이용하여 설명한다. 고콘트라스트의 피사체(A)는 제3a도에 도시된 중앙부에 수평방향의 줄무늬 형상의 고휘도부(B)(휘도가 수직방향으로 기울기를 가지고 있다)가 있고, 상기(B)부분의 상하에 저휘도부(C), (D)를 가진다. 영상신호로서 편의상 휘도신호만 고려하고, 또 방송방식에서 규정되는 1피일드기간만을 고려하는 것으로 한다. 제3b도에 있어서, 피사체(A)의 수직주사시의 휘도레벨의 윤곽을 도시한다. 가로축은 비데오 카메라의 수직주사에 대응하는 시간(tv : 수직주사의 유효기간), 세로축은 피사체의 휘도진폭을 나타내고, Smax, Smin 및 Sav는 각각 휘도진폭의 최대값, 최소값 및 평균값을 나타낸다.

이하, 카메라렌즈의 조리개 값이 1피일드에서의 평균휘도레벨(제3b도에서의 Sav)에 기초하여 결정되는 경우를 고려하면, 촬상되어야할 피사체(A)의 콘트라스트가 커서, 고휘도부(B)의 휘도레벨의 일부가 비데오 카메라의 촬상소자의 노출허용도를 초과하는 경우, 촬상소자는 제3c도에 도시한 바와 같은 일부 포화한 휘도신호를 출력한다(E^*: 영상소자의 포화레벨). 또, 카메라렌즈의 조리개 값이 1피일드에서의 휘도레벨의 최대값(제3b도에서의 Smax)에 기초하여 결정된 경우에 있어서, 제3d도에 도시된 바와 같이, 신호의 포화는 생기지 않지만, 고휘도부(B)의 영향으로 화면의 대부분을 점유하는 저휘도부(C), (D)의 레벨이 대단히 낮게되고, 저휘도부의 계조(階調 : 화상에서의 명암 또는 농담의 상태를 소정의 농도구분으로 분할한 것을 의미함)가 재현되지 않는다(블랙콜랩스).

상술한 영상신호의 포화와 블랙콜랩스는 화질을 대단히 열화시키는 것이지만, 촬상소자의 다이내믹 범위가 좁기 때문에 빈번히 일어난다. 이것은 비데오 카메라의 고화질화를 도모하는데 있어서 큰 문제로 되고 있다. 그러나, 촬상소자의 다이내믹 범위를 대폭 개선하는 것은 현상태에서는 대단히 곤란하였다.

현재, 촬상소자에 대한 신호처리방법 및 구동방법의 형태로부터 비데오 카메라의 다이내믹 범위를 향상시키기 위한 시도를 없었다. 미합중국 특허공보 제4,677,464호에 본 발명과 일부 관련있는 구성을 가진 비데오 카메라가 기재되어 있다. 이것은 고속촬상계를 기재한 것으로, 이동체의 촬영시 발생하는 화면 흔들림을, 표준속도보다 3배 빨리 기록되도록 구성된 비데오 테이프 레코오더와 현방송장치보다 3배 빨리 촬영하는 카메라와의 조합에 의해 종래보다 1/3이 되도록 한 것이다. 상술한 화면 흔들림은 각각의 화면 단위에서 방송장치의 수직주사기간에 대응하는 셔터속도에서의 사진(NTSC 방식의 경우에 있어서 1/60초의 저속셔터 속도로 촬영한 사진)에 촬상소자에서 얻는 영상신호가 대응하기 때문에 발생한다.

미합중국 특허공보 제4,677,464호에 기재된 비데오 카메라의 기본원리는 통상주사속도의 정수(M)배의 속도에서 촬상소자를 주사하므로서, 현장치의 M배의 영상을 얻는 것으로, 촬상소자에서 출력된 신호가 통상의 비데오 카메라에서의 수보다 M배 많은 수로 설치된 프로세스 회로에서 처리되도록 구성된다. 그래서, 이후에 상세히 설명되는 본 발명에서의 비데오 카메라의 화질의 향상(특히, 다이내믹 범위의 향상)과는 어떠한 관계도 없다.

본 발명의 목적은 고체상태 촬상소자를 사용한 비데오 카메라에 있어서, 고체상태 촬상소자의 다이내믹 범위에 기인한 좁은 노출허용도를 향상함에 의해 고화질 영상신호를 얻을 수 있는 비데오 카메라를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 비데오 카메라는, 피사체로부터의 광신호를 카메라 렌즈를 개재해서 수용하여 이 광신호를 전기신호로 변환하는 적어도 하나의 촬상소자와, 방송방식에서 규정된 수평동기 주파수 및 수직동기주파수에 대해 각각 특정 정수값 N을 승산해서 얻은 변조동기주파수에서 상기 촬상소자를 구동하여, 상기 광신호의 축적 및 판독을 행하는 촬상소자 구동부와, 상기 카메라렌즈에 설치된 조리개 기구를 영상신호가 포화되지 않도록 상기 변조동기 주파수에서 만들어진 촬상소자의 구동에 의해 얻은 영상신호에 기초해서 제어하는 조리개 제어부와, 촬상소자로부터 출력된 영상신호를 애널로그-디지틀 변환하는 A/D 변환부와, 상기 A/D 변환된 디지틀영상신호를 순차로 방송방식을 규정된 수직동기의 타이밍에 응해서 각 화면위치마다에 가산하고, 다음에 그 가산된 디지틀영상신호의 진폭을 비선형 관계식에 기초해서 변환하는 연산처리부와, 상기 연산처리부에서 연산한 디지틀영상신호의 변조된 수평동기 주파수와 수직동기주파수를 각각 l/N배하여, 원래의 방송방식에서 규정된 동기주파수로 복원하는 시간복원기를 구비한 것이다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 방송방식에서 규정한 동기 주파수의 정수배로 촬상소자의 구동을 실행하고(이후 “Nf 구동”이라함), 화상주사는 1개의 정상주사주기(1 피일드 또는 1 프로레임주기)의 다수배로 실행한다. 또한 카메라렌즈의 조리개 값(조리개의 구경)은 영상신호의 레벨이 Nf 구동이 시기에서 고정값이 되도록 제어되어서, 포함됨이 없이 각각의 출력신호를 얻는다. 이 출력신호의 A/D변환후, 각각의 신호는 메모리부에 기억된다. 그후, 확실한 연산처리가 각각의 화상위치와 동기하여 실행되고, 신호는 소정의 레벨을 가지는 디지틀영상신호로서 방송방식에서 규정된 수직동기의 시기와 동기하여 출력된다. 그후, 영상신호는 방송방식에서 결정된 동기주파수로 다시 복원된다.

이렇게 얻어진 디지틀영상신호는 촬상소자로부터 출력된 영상신호보다 더욱 향상된 S/N비를 가지므로, 다이내믹 범위 또한 향상된다. 디지틀 비데오 카메라인 경우라면, 구성 또한 비교적 간단하다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 우수한 특성의 비데오 카메라를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제1도는 NTSC방식에 근거한 신호를 출력하는 단일판 컬러 비데오 카메라에 본 발명을 용융한 경우의 기본구성을 도시하는 블록도이다. 피사체(1)의 상은 카메라렌즈(2)와 조리개기구(3)를 개재해서 CCD(Charge Coupled Device)(4)상에 맺힌다. 카메라렌즈(2)와 조리개기구(3)는 각각 편의상 개략적으로 도시하였지만, 통상 카메라렌즈(2)는 수매의 블록렌즈 또는 오목렌즈가 조합되어서 구성되고, 조리개기구(3)는 카메라렌즈(2)의 내부에 조립된다. CCD(4)는 CCD 구동부(5)에 의해 NTSC방식에서 규정된 동기 주파수의 4배의 변조된 동기주파수에서 구동된다(즉, 주사는 4f 구동이라하는 통상의 NTSC 방식에서의 속도의 4배의 주사속도에서 실행된다). 본 실시예의 경우, 변조후의 수평동기주파수는 15.75×4KHz이고, 수직동기 주파수(피일드 주파수)는 60×4Hz이다. CCD(4)는 변조후의 동기주파수에 따라 광전기 변환된 신호를 출력한다. 이 광전기 변환된 영상신호를 피일드화면 단위에 en(i)(i=1, 2, 3 ‥‥)으로 표현하는 것으로 된다. 이러한 영상신호(en(i))는 전치증폭기(6)에 의해 증폭된 후, A/D 변환기(7)에 의해 디지틀영상신호(en(i))로 변환된다.

디지틀 연산처리부(8)는, 메모리부(9), 가산기(10) 및 비선형처리부(11)로 구성된다. 메모리부(9)는, 방송방식에서 규정된 1피일드 사이에 DDC(4)의 출력을 수용하고, A/D 변환기(7)로부터 출력된 4f 구동에서 4피일드분의 화면에 대응하는 디지틀영상신호(각각 ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-1) 및 ed(4i))를 일시적으로 기억유지한다. 가산기(10)는, 통상구동의 피일드주기 마다에 상기 4개의 화면 각각에 대응하는 디지틀 영상신호를 디지틀적으로 가산하여, 디지틀 가산화신호(ed⁺(4i)로서 출력한다. 즉,

비선형처리부(11)는, 디지틀 가산화신호(ed⁺(4i))중의 휘도신호의 일정치 이상의 진폭을 비선형 관계식에 기초하여 변환하고, 그의 최대진폭을 미리 설정된 값까지 압축하여 피연산처리신호(eop(4i)로서 출력한다. 이 경우, 색신호의 진폭은 불변이다. 그 다음 단계에 있는 시간축복원기(12)는 피연산처리신호(epo(4i)의 변조후의 수평동기주파수 및 수직동기주파수를 1/4배로 저감하고, NTSC 방식에서 규정된 동기 주파수에 복원된 신호 Eop(n)(n=4i : I=1, 2, 3 …)를 출력한다. 이들 복원된 피연산처리신호(Epo(n))는, 디지틀적으로 감마보정, 휘도신호와 색신호의 분리 및 합성, 동기신호의 부여등이 실시되고, D/A 변환기(14)에서 디지틀-에널로그 변환된 후, 저역통과 필터(LPF), (15) 및 증폭기(16)를 개재해서 NTSC 신호(E_NTSC(n))로서 출력된다. 디지틀 제어(17)는, CCD 구동부(5), A/D 변환기(7), 디지틀연산처리부(8), 시간축복원기(12), 디지틀 프로세스회로(13) 및 D/A 변환기(14)의 각부에, 각각의 동작 타이밍을 규정하는 타이밍 펄스와 동기신호를 공급한다. 조리개 제어부(18)는 영상진폭연산기(19)와 조리개값 연산기(20)로 구성된다. 영상진폭연산기(19)는 가산기(10)로부터 출력되는 디지틀 가산화 신호(ed⁺(4i))에서의 휘도신호진폭의 최대값(y⁺ _dm)을 연산한다. 조리개값 연산기(20)는 CCD(4)로의 입사광량을 변화하기 위한 조리개기구(3)의 조리개값을 조절하여, 휘도신호진폴의 최대값(y⁺ _dm)은 미리 조리개값 연산기(20)에 제공된 휘도신호진폭기준값(y⁺ _s)과 일치하도록, CCD(4)에의 입사광량을 변화시키기 위하여, 조리개기구(3)의 조리개값을 조절한다. 휘도신호진폭 기준값(y⁺ _s)은, 휘도신호진폭의 ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-l) 및 ed(4i) 각각의 최대값이 CCD(4)의 신호포화레벨과 거의 같도록 설정된다. 본 실시예에 있어서, 조리개기구(3)의 개방부의 면적은 통상의 NTSC 방식의 CCD 구동부의 4배가 되도록 제어된다.

다음에, 본 발명에 의한 비데오 카메라의 다이내믹 범위를 확대하는 구성을 제4도 및 제5도를 참조하여 설명한다.

채택된 촬상소자의 다이내믹 범위에 의존하는 비데오 카메라의 다이내믹 범위는 입사광량에 대한 포화레벨 및 노이즈레벨에 의해 결정된다. 소자의 통상적 서어비스 상태는 이 다이내믹 범위내에 설정되어야 한다. 피사체의 콘트라스트가 높은 종래의 비데오 카메라에서 신호의 포화가 발생하는 경우를 생각하자. 제4a도는 중앙부에 수평방향의 줄무늬형상의 고휘도부(B)(휘도가 수직방향으로 기울어져 있다)가 있고, 그 상하부에 저휘도부(C), (D)가 있는 제3a도와 마찬가지의 피사체(A)를 도시한 도면이다. 여기에서도, 영상신호로서, 우선 편의상 휘도신호만 고려하고, 또 방송방식에서 규정되는 1피일드기간만을 고려한다. 제4b도에 동도(a)의 수직주사시의 휘도진폭의 윤곽을 도시한다. 도면에 있어서, 가로측은 비데오 카메라의 수직주사에 대응한 시간(tv : 수직주사의 유효기간), 세로축은 피사체의 휘도진폭(Smax : 휘도진폭의 최대값)을 나타낸다.

제4c도는 카메라렌즈의 조리개 조절이 휘도신호진폭의 평균값에 기초해서 실시되고, 종래의 회로구성을 가지는 종래의 비데오 카메라로 화상을 촬상한 경우에 촬상소자로부터 출력된 피사체(A)의 휘도신호의 윤곽을 도시한다. 이 경우, 촬상소자의 다이내믹 범위에 의해 신호가 포화되고, 고휘도부의 윤곽이 재현되지 않는다(E^*: 촬상소자의 포화레벨). 이 경우, 휘도신호의 본래의 피이크값은 예를들면 4E^*로 된다.

이하에, 본 실시예에서의 동작을 설명한다. 조리개제어부(18)는 상술한 바와 같이, 디지틀 가산화신호(ed^*(4i))에서의 휘도신호진폭의 최대값(y⁺ _dm)이 촬상소자의 포화레벨의 4배(4E^*)로 설정된 휘도신호 진폭기준값(y⁺ _s)과 일치하도록 조리개기구(3)의 조리개 값을 조절한다. 이때, 방송방식에서 규정된 1피일드기간에 CCD(4)로부터 출력되는 촬상해야 할 피사체(A)에 대응하는 영상신호 en(4i-3), en(4i-2), en(4i-1), en(4i)의 휘도신호진폭은 제4d도에 도시된 바와 같은 윤곽을 나타낸다. 즉, 본 실시예의 경우, 동기 주파수가 통상주사시의 4배인 4f 구동으로 벼조되어 있으므로, 각 수직주사시간은 통상의 주사기간의 1/4배이다. 따라서, 제4d도의 가로축에 해당하는 비데오 카메라의 수직주사에 대응하는 시간을 통상주사시의 1/4배이다(tv′ : 동기주파수를 4배증가한 경우의 수직주사의 유효기간). 이 경우, CCD(4)로부터 출력된 휘도신호의 피이크는, 통상주사시의 CCD(4)의 포화레벨(E^*)과 같도록 조리개기구(3)에 의해 제어된다. 이때, 신호의 포화는 발생되지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 경우, 4f 구동에 의해 사용된 신호량은 종래 구성의 비데오 카메라 보다 4배로 추출될 수 있다. 한편, 소자의 암(暗전)전류 및 노이즈 성분은 노이즈 레벨을 결정하는 인자이지만, 암류는 소자의 저장시간에 비례하고, 본 발명의 경우 종래 구성의 비데오 카메라와 거의 마찬가지이다. 또한, 시간과 상관 없는 노이즈 성분은 가산기에 의해 가산되므로서, 4^1/2=2배로 된다. 그 결과, 암전류가 노이즈 레벨의 결정인자로 지배적인 경우, 비데오 카메라의 다이내믹범위는 약 4배 향상된다. 노이즈 성분이 지배적인 경우, 약 2배 향상된다. 따라서, 본 실시예의 경우, 종래 구성의 비데오 카메라에 비해서 24배의 콘트라스트를 가지는 피사체에까지 신호의 포화가 발생되지 않는다.

증폭기(6)의 신호증폭율을 g라하고, A/D 변환기(7) 및 디지틀 연산처리부(8)의 신호증폭율을 1이라 하면, 가산기(10)의 출력은 제4e도에 도시한 바와 같은 휘도신호(4·g·E^*)의 피이크를 나타내고, 가산기(10)회로의 다이내믹범위가 (4·g·E^*) 이상에서 설정되면 신호의 포화는 발생되지 않는다. 이것은, 가산기(10)에 의해 다루어진 신호의 연산워어드길이(비트수)를 증가하므로써 실행할 수 있고(본 실시예의 경우, 2비트로 증가하는 것만을 요한다), 애널로그 회로의 다이내믹범위의 확대시에 요하는 동력공급전압값 등을 재고할 필요는 없다.

다음 단계의 비선형처리부(11)는, 피사체(A)의 고휘도부의 윤곽도 유지하면서 가산기(10)로부터 출력되는 휘도신호의 다이내믹범위를 압축한다. 비선형처리부(11)는, 제5도에 도시한 바와 같은 입/출력 특성을 가지며, 그 출력신호는 제4f도에 도시한 바와 같은 휘도진폭의 윤곽을 가진다. 즉, 비선형처리부(11)는, 통상주사시에 있어서의 CCD(4)의 포화레벨까지의 크기를 가지는 입력(g·E^*)에 대해서는 일정한 계수 P(P〈1)를 승산하고, 포화레벨(E^*)을 넘는 입력에 대해서는 비선형관계식으로 변환을 실시하고, 입력신호의 레벨을 (g·E^*)까지 압축한다. 이와 같이 해서, 본 실시예에서는, 일정치 이상의 고휘도부에 비선형성을 가지게 하여 신호의 압축을 도모하는 한편, 피사체의 대부분을 점유하는 중간휘도를 가지는 부분에서는 선형성을 유지시키므로서 계조재현을 희생하지 않도록 하고 있다. 또, 색신호에 대해서는 비선형 연산을 실시하지 않도록 비선형처리부(11)를 구성하고 있기 때문에, 고휘도의 피사체를 촬영할때에도 신호의 포화에 의한 색신호의 결여는 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 종래의 회로구성을 이용하는 비데오 카메라에 비해서 S/N비, 즉 다이내믹 범위가 2∼4배로 향상되고, 종래것보다 2∼4배의 콘트라스트를 가지는 피사체까지도, 통상 피사체의 대부분을 점유하는 저휘도 및 중간휘도부에 중요한 비선형처리를 실행하여 휘도신호 및 색신호 양자의 재현성을 떨어뜨림이 없이 촬영하는 것이 가능하다.

본 발명의 제2실시예는 제6도에 도시한 바와 같이 형성된 디지틀 연산처리부(8)를 가진다. 나머지 구성부는 상기 제1실시예와 유사하므로, 디지틀 연산처리부만 설명한다. 디지틀 연산처리부(8)는, 메모리부(9), 가산기(10) 및 디지틀계수승산기(26)로 구성된다. 메모리부(9)는 통상주의 1피일드주기에 4배주사된 CCD(4)의 출력을 수용하고 제1실시예와 마찬가지로 A/D 변환기(7)로부터 출력된 화면의 4피일드분에 대응하는 디지틀 영상신호(ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-1), 및 ed(4i)로 각각 표현됨)을 일시적으로 기억 유지한다. 가산기(10)는 NTSC 방식에서 규정된 피일드주기마다 4화면에 대응하는 디지틀영상신호를 디지틀적으로 가산하고, 디지틀 가산화신호(ed⁺(4i))를 출력한다. 디지틀계수승산기(26)는 가산기(10)의 출력값을 계수 1/4과 승산한다. 그 결과, 디지틀연산부(7)는 다음 식으로 표현되는 연화신호(eda)를 출력한다.

즉,

제2실시예의 경우, 연산회로(eda)의 진폭레벨은 종래 구성의 비데오 카메라와 같다. 또한, 변조된 동기 주파수에서의 CCD의 암전류는 암전류를 위한 저장시간이 종래의 NTSC 방식의

배이기 때문에 약

이 되고, 시간과 관계 없는 노이즈 성분은 상기 연화처리에 의해 약

배로 향상된다. 따라서, 암전류가 노이즈레벨의 결정인자로서, 지배적이면, 비데오 카메라의 다이내믹범위는 약 4배 향상되고 노이즈 성분이 지배적이면, 다이내믹범위는 약 2배 향상된다.

제3실시예에서, 디지틀연산처리부(8)는 메모리부와 가산기만으로 구성된다. 메모리부와 가산기의 구성과 디지틀 처리부이외의 비데오 카메라의 구성은 상기의 제1 및 제2실시예와 같으므로, 여기서에서는, 설명은 생략한다. 제3실시예에 있어서, 디지틀 연산처리부(8)의 출력의 다이내믹범위는 종래 구성의 비데오 카메라의 넓이의 4배이고, 디지틀 연산처리부(8)뒤의 각 부분의 다이내믹범위는 각각 제1 및 제2실시예의 넓이의 4배로 설정되다.

상기 각 실시예에 제공된 메모리부의 구성예는 제7도를 참조하여 이후 설명한다. 메모리부(9)는, 변조후의 피일드 화면에 대응하는 디지틀화 영상신호 ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-1) 및 ed(4i)를 기억·유지하는 4개의 피일드 메모리(27)∼(30)로 구성된다. 각 피일드메모리에의 기록 및 각 피일드메모리부터의 독출은 디지틀제어부(17)로부터 주어진 타이밍펄스(P_w), (P_r)에 의해 동시에 실시된다.

이 사이의 동작을 제8도를 이용하여, 더욱 상세히 설명한다. 본 실시예의 경우, 통상주사의 1피일드기간에 4회, 즉 4f 구동을 CCD(4)가 주사하고, 제8(a)에 도시된 바와 같은 영상신호 ed(i)는 매주 사시 A/D 변환기(7)로부터 출력된다. 제8b도는, 각 피일드 메모리(27)∼(30)의 기록타이밍을 부여하는 펄스 P_w를 도시한다. 기록펄스 P_W가 H레벨에 달한 경우, 각 피일드메모리(27)∼(30)는 자신이 기억하고 있는 디지틀영상신호를 다음 단계의 메모리에 전송하고, 자신의 메모리 내용을 새롭게 출력되는 A/D 변환기의 출력 또는 앞단계의 피일드메모리가 기억하고 있는 화면에 대응하는 영상신호에 재기록한다. 예를들면 제8도에 있어서, 시각 t=0일 때, 피일드메모리(27)∼(30)에는 순차로 4f 구동시에 있어서의 1∼4피일드 전의 화면에 대응하는 영상신호 ed(4i-3), ef(4i-2), ed(4i-1) 및 ed(4i)가 각각 기억되는 것으로 한다. 다음에 시각 t=to에서 기록펄스 P_wH레벨로 변하면, 피일드메모리(27)∼(30)의 기억내용은, 순차로 ed(4i-2), (4i-l). 및 ed(4j+1)로 재기록된다. 이후, 기록펄스가 H로 될 때마다 이러한 동작을 반복한다.

제8c도에는 피일드메모리의 내용을 판독하여, 가산기(10)에 부여하는 타이밍을 규정하는 판독펄스(P_R)를 도시한다. 이 판독펄스(P_R)가 인가되면, 피일드메모리(27)∼(30)는 자기자신의 기억내용을 판독하여 가산기(10)에 입력하고, 가산기(10)는 피일드메모리(27)∼(30)가 순차기억하고 있는 4주사시간분의 화면에 대응하는 영상신호(t=0에서는, ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-1) 및 ed(4i)의 가산연산을 실행한다.

메모리부의 제2실시예는, 제9도를 참조하여 설명한다. 메모리부(9)는 4개의 피일드메모리(31), (32), (33) 및 (34)와 메모리 어드레스 변환장치(35)로 구성된다. 제1도에 도시된 디지틀제어부(17)가 방송방식에서 규정되는 수직동기시기에 대응하는 수직동기펄스(P_v)를 각각의 피일드메모리(31)∼(34)에 입력하고, 각 피일드메모리(31)∼(34)의 기억내용은 전부 리세트된다. 다음에, A/D 변환기(7)로부터 4f 구동으로 출력된 영상신호 ed(4i-3), ed(4i-2), ed(4i-1) 및 ed(4i)는 메모리어드레스 변환장치(35)에 순차로 입력되고, 각각의 피일드 메모리(31)∼(34)에서 메모리의 지정에 따라 메모리어드레스 변환장치(35)에서 디지틀제어부(17)로부터 출력된 기록펄스(Pw)를 수용하는 것에 의해 기록을 실행한다. 이후, 기록펄스(P_R)가 디지틀제어부(17)로부터 메모리어드레스 변환장치(35)에 적용되는 경우, 피일드메모리(31∼(34)는 그 기억내용을 판독하여 가산기(10)에 입력한다.

본 실시예에서는 4개의 피일드메모리가 4f 구동시 N 피일드사이에 일단 기록하는 것만을 요하고, 기억내용을 다음단계로 전송할 필요가 없어서 구성이 간단하게 된다. 또, 메모리부의 제1 및 제2실시예 대신에 메모리부의 제3 및 제4실시예로서, 4f 구동시 동기주파수마다에 A/D 변환기로부터 출력되는 화면에 대응하는 3개의 영상신호를 일단 기억유지하는 3개의 피일드메모리를 구비한 구성을 고려할 수 있다. 이 경우, 가산기(10)는, 각각의 피일드메모리에 기억되어 있는 3개의 영상신호와 CCD의 최신의 주사에 의해 얻어진 4번째 화면에 대응하는 영상신호가 가산되도록 구성된다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, 가산기(10)가 4번째 화면에 대응하는 영산신호를 판독하는 때의 시간에 동기하여 3개의 피일드메모리로부터 영상신호를 판독하고, 이러한 4개의 화면에 대응하는 영상신호의 부가를 실행하는 것이 구성된다. 또, 메모리부의 제1 및 제2실시예에 있어서, 4f 구동시 1피일드분의 화면에 대응하는 영상신호를 디지틀적으로 기억유지하는 피일드메모리 대신에 4f 구동시 1프레임분의 화면에 대응하는 영상신호를 기억하는 프레임메모리를 이용해서 구성하는 것도 가능하다.

Claims (19)

1. 피사체로부터의 광신호를 카메라렌즈(2)를 개재해서 수용하는 적어도 하나의 촬상소자(4)와, 방송방식에서 규정된 수평동기주파수 및 수직동기주파수에 대해 각각 특정정수값(N)을 승산하여 얻은 변조동기주파수에서 상기 촬상소자(4)를 구동하고, 상기 광신호의 축적 및 독출을 행하는 촬상소자(4)를 가지는 촬상소자구동부(5)와, 상기 카메라렌즈(2)에 설치된 조리개기구(3)를 영상신호가 포화하지 않도록 상기 변조동기주파수에서 만들어진 촬상소자(4)의 구동에 의해 얻은 영상신호에 기초해서 제어하는 조리개제어부(18)와, 상기 촬상소자(4)로부터 출력된 영상신호의 애널로그디지틀변환을 실행하고, 방송방식에서 규정된 수직 동기주기에서의 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 출력하는 애널로그-디지틀변환부(7)와, 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호에 연산처리하여, 상기 N개의 화면 각각의 위치로 동기하여 출력하는 연산처리부(8)와, 상기 연산처리부(8)에서 연산한 디지틀영상신호의 변조한 수평동기주파수와 수직동기주파수를 각각 1/N배하여, 방송방식에서 규정된 동기주파수로 복원하는 시간복원기(8)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
2. 제1항에 있어서, 연산처리부(8)는 상기 N개의 화면의 각 위치와 동기하는 화면위치마다 연속하여 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 가산하는 가산수단(9, 10)과, 최대진폭을 소정값 이하로 압출하도록 비선형 관계식에 기초하여 이들 가산된 디지틀영상신호의 진폭을 변환하는 비선형처리수단(11)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
3. 제2항에 있어서, 비선형처리수단(11)은 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호중의 휘도신호 성분을 위한 미리 설정된 관계식에 기초하여 일정값 이상의 진폭을 압축하지만, 색신호성분을 위한 비선형 처리는 행하지 않는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
4. 제1항에 있어서, 연산처리부(8)는 상기 N개의 화면 각각의 위치와 동기하는 화면위치마다에 연속하여 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 가산하는 수단(9, 10)과, 미리 설정된 계수로 부여한 결과를 승산하는 수단(26)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
5. 제1항에 있어서, 연산처리부(8)는 상기 N개의 하면 각각의 위치와 동기하는 화면 위치마다 연속하여 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀 영상신호를 가산하는 수단(9, 10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
6. 제5항에 있어서, 조리개제어부(18)는 연산처리부(8)내에 발생되거나 연산처리부(8)에 의해 출력된 디지틀 영상신호를 검출하는 검출수단(19)과 동기주파수의 변경후, 피일드주기마다의 디지틀 영상신호레벨이 각각 미리 설정된 값에 달하도록 카메라렌즈(2)에 설치된 조리개기구(3)를 제어하는 제어수단(20)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
7. 제6항에 있어서, 검출수단(19)는 연산처리부(8)내에 발생되거나 연산처리부(8)로부터 출력된 디지틀 영상신호의 전폭값의 최대값, 최소값 및 평균값중의 적어도 하나의 값을 연산하는 영상진폭연산기이고, 제어수단(20)은 상기 영상진폭연산기(19)의 출력값을 사용하므로써 카메라렌즈(2)에 설치된 조리개기구(3)의 조리개값을 제어하는 조리개값 연산기인 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
8. 제7항에 있어서, 조리개값 연산기(20)는 자신이 구비하고 있는 기준값(y⁺ _s)과 상기 영상진폭연산기(19)의 출력값(y⁺ _dm)과를 비교하여, 양자의 값이 서로 일치하도록 상기 조리개기구(3)의 조리개값을 조절하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
9. 제7항에 있어서, 영상진폭연산기(19)는 상기 연산처리부(8)에 의해 매화면에 대해 가산되는 디지틀 영상신호의 진폭값의 최대값, 최소값 및 평균값중의 적어도 하나의 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
10. 제1항에 있어서, 조리개제어부(18)는 연산처리부(8)내에 발생되거나 연산처리부(8)에 의해 출력된 디지틀 영상신호레벨을 검출하는 검출수단(19)과, 동기주파수의 변조후 각각의 피일드주기 사이의 디지틀 영상신호가 미리 설정된 값에 각각 달하도록 카메라렌즈(2)에 설치된 조리개기구(3)를 제어하는 제어수단(20)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
11. 제10항에 있어서, 검출수단(19)은 연산처리부(8)내에 발생되거나 연산처리부(8)로부터 출력된 디지틀 영상신호의 진폭값의 최대값, 최소값 및 평균값중의 적어도 하나의 값을 연산하는 영상진폭연산기이고, 제어수단(20)은 상기 영상진폭연산기(19)의 출력값을 사용하므로써 카메라렌즈(2)에 설치된 조리개기구(3)의 조리개값을 제어하는 조리개값 연산기인 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
12. 제11항에 있어서, 조리개값 연산기(20)는 자신이 구비하고 있는 기준값(y⁺ _s)과 상기 영상진폭연산기(19)의 출력값(t⁺ _dm)과를 비교하여, 양자의 값이 서로 일치하도록 상기 조리개기구(3)의 조리개값을 조절하는 값을 조절하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
13. 제11항에 있어서, 영상진폭연산기(19)는 상기 연산처리부(8)의 매화면에 대해 가산되는 디지틀영상신호의 진폭값의 최대값, 최소값 및 평균값중의 적어도 하나의 값을 연산하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
14. 제1항에 있어서, 연산처리부(8)는, 동기주파수의 변조후의 상기 N개의 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 일단 기억·유지하는 메모리부(9)와, 그 기억된 N개의 화면 각각에 대응하는 디지틀영상신호에 매화면위치와 동기하여 연산처리를 실행하는 수단(10)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
15. 제14항에 있어서, 메모리부(9)는 다수의 메모리(27∼30)가 직렬접속하여 구성되고, 각 메모리는 자신이 기억하는 각 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 상기 변호후의 수직동기주파수의 타이밍마다 다음 단계의 메모리로 전송하고, 그 자신의 기억내용을 앞단계에서의 메모리에 기억된 화면에 대응하는 디지틀영상신호로 재기록하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
16. 제14항에 있어서, 메모리부(9)는 다수의 메모리(31∼34)로 이루어지고, 각 메모리는, 기억내용이 방송방식에서 규정된 수직동기주파수와 타이밍마다 동시에 리세트되고, 그 후 실행된 촬상소자(4)의 주사마다 자체에 입력된 디지틀영상신는 특정한 메모리에 각각 연속하여 기록되는 식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
17. 제1항에 있어서, 연산처리부(8)는 동기주파수의 변조후 N-1개의 상기 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 일단 기억유지하는 메모리부(9)와, 상기 기억된 N-1개의 디지틀영상신호에 각각 대응하는 디지틀 영상신호와, 촬상소자(4)로부터 새롭게 출력되어 각각의 화면위치와 동기하여 A/D변환되는 N번째 화면에 연산처리를 실행하는 수단(10)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
18. 제17항에 있어서, 메모리부(9)는 다수의 메모리(27∼31)가 직렬접속하여 구성되고, 각 메모리는 자신이 기억하는 각 화면에 대응하는 디지틀영상신호를 다음단계에서의 메모리로 전송하고, 그 자신이 기억내용을 상기 변조후 수직동기주파수의 타이밍마다 앞단계에서의 메모리에 기억된 하면에 대응하는 디지틀영상신호로 재기록하는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.
19. 제17항에 있어서, 메모리부(9)는 다수의 메모리(31∼34)로 이루어지고, 각 메모리는, 메모리내용이 방송방식에서 규정된 수직동기주파수의 타이밍마다 동시에 리세트되고, 그후 실행된 촬상소자(4)의 주사마다 자체에 입력된 디지틀영상신호가 특정한 메모리에 각각 연속하여 기록되는 식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비데오 카메라.

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