JP3286989B2 - 可変利得制御回路とビデオカメラ - Google Patents
可変利得制御回路とビデオカメラInfo
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- Japan
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- gain
- pulse
- gain control
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、可変利得制御回路と
ビデオカメラに関する。
ビデオカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】可変利得増幅器は、例えばビデオカメラ
に感度切り換え回路として搭載され、映像信号レベルの
切り換えに用いられる。ビデオカメラの感度切り換えス
イッチは、例えば０ｄＢ，９ｄＢ，１８ｄＢの３段階と
され、低照度下における映像信号のレベル低下等を０ｄ
Ｂを基準として９ｄＢステップで任意に補正するために
設けられるものである。
に感度切り換え回路として搭載され、映像信号レベルの
切り換えに用いられる。ビデオカメラの感度切り換えス
イッチは、例えば０ｄＢ，９ｄＢ，１８ｄＢの３段階と
され、低照度下における映像信号のレベル低下等を０ｄ
Ｂを基準として９ｄＢステップで任意に補正するために
設けられるものである。
【０００３】図３は、従来のビデオカメラの要部を示す
構成図である。
構成図である。
【０００４】入射光によりＣＣＤ撮像素子２１に蓄積さ
れた電荷は映像信号として読み出され、ＣＤＳ（相関二
重サンプリング）回路２２に供給される。ＣＤＳ回路２
２は入力信号の雑音を抑圧して、可変利得増幅回路２３
に出力する。可変利得増幅回路２３は入力信号を所定の
レベルに増幅して、プロセス回路２４に出力する。プロ
セス回路２４は入力信号にクランプ、自動利得制御、ガ
ンマ補正等の処理を施して、マトリックス回路２５に出
力する。マトリックス回路２５は入力信号をマトリック
ス処理して、輝度信号Ｙ、色差信号Ｑ，Ｉを出力する。
れた電荷は映像信号として読み出され、ＣＤＳ（相関二
重サンプリング）回路２２に供給される。ＣＤＳ回路２
２は入力信号の雑音を抑圧して、可変利得増幅回路２３
に出力する。可変利得増幅回路２３は入力信号を所定の
レベルに増幅して、プロセス回路２４に出力する。プロ
セス回路２４は入力信号にクランプ、自動利得制御、ガ
ンマ補正等の処理を施して、マトリックス回路２５に出
力する。マトリックス回路２５は入力信号をマトリック
ス処理して、輝度信号Ｙ、色差信号Ｑ，Ｉを出力する。
【０００５】図４は、可変利得増幅回路２３の一例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【０００６】ＣＤＳ回路２２から入力端３１に供給され
る映像信号は演算増幅器３２に入力し、増幅されて出力
端３３からプロセス回路２４に出力される。ここで、可
変増幅回路２３の利得Ａは、切り換えスイッチ３４によ
って切り換えられる抵抗Ｒｉ（ただし、ｉ＝１〜ｎ）で
定まり、図示の例では Ａ＝１＋Ｒｉ／Ｒａ で与えら
れる。
る映像信号は演算増幅器３２に入力し、増幅されて出力
端３３からプロセス回路２４に出力される。ここで、可
変増幅回路２３の利得Ａは、切り換えスイッチ３４によ
って切り換えられる抵抗Ｒｉ（ただし、ｉ＝１〜ｎ）で
定まり、図示の例では Ａ＝１＋Ｒｉ／Ｒａ で与えら
れる。
【０００７】このような構成の可変利得増幅回路２３の
利得（Ａ）を、例えば三原色信号のそれぞれについて多
段階に切り換えたい場合、多数の抵抗Ｒｉとこれと並列
に接続される位相補償容量（図示せず）を、切り換えス
イッチ３４で切り換えなければならず、回路規模が大き
くなってしまうという欠点があった。
利得（Ａ）を、例えば三原色信号のそれぞれについて多
段階に切り換えたい場合、多数の抵抗Ｒｉとこれと並列
に接続される位相補償容量（図示せず）を、切り換えス
イッチ３４で切り換えなければならず、回路規模が大き
くなってしまうという欠点があった。
【０００８】図５は、可変利得増幅回路２３の他の例を
示すブロック図であり、上述のような欠点を回避するた
めに採用されたものである。
示すブロック図であり、上述のような欠点を回避するた
めに採用されたものである。
【０００９】ＣＤＳ回路２２から入力端４１に供給され
る映像信号は、電圧制御型増幅器４２に入力し、ディジ
タル／アナログ（Ａ／Ｄ）変換器４７からの制御電圧４
８で定まる利得に増幅され、出力端４３からプロセス回
路２４に出力される。
る映像信号は、電圧制御型増幅器４２に入力し、ディジ
タル／アナログ（Ａ／Ｄ）変換器４７からの制御電圧４
８で定まる利得に増幅され、出力端４３からプロセス回
路２４に出力される。
【００１０】例えば、利得を３段階（０ｄＢ，９ｄＢ，
１８ｄＢ）に切り換える場合、電圧制御型増幅器４２の
利得制御は次のように行われる。スイッチ４４を押す度
に、制御回路４５は異なる３種類のディジタル値のひと
つ４６を順次選択して、Ｄ／Ａ変換器４７に出力する。
Ｄ／Ａ変換器４７はこのディジタル値４６をアナログ値
に変換し、制御電圧４８として電圧制御型増幅器４２に
供給する。電圧制御型増幅器４２の利得は、制御回路４
５から出力されたディジタル値４６に対応して、０ｄ
Ｂ，９ｄＢまたは１８ｄＢに制御される。ここで、制御
回路４５とＤ／Ａ変換器４７の機能は、例えばビデオカ
メラにコントローラとして搭載されるマイクロコンピュ
ータによって実現される。
１８ｄＢ）に切り換える場合、電圧制御型増幅器４２の
利得制御は次のように行われる。スイッチ４４を押す度
に、制御回路４５は異なる３種類のディジタル値のひと
つ４６を順次選択して、Ｄ／Ａ変換器４７に出力する。
Ｄ／Ａ変換器４７はこのディジタル値４６をアナログ値
に変換し、制御電圧４８として電圧制御型増幅器４２に
供給する。電圧制御型増幅器４２の利得は、制御回路４
５から出力されたディジタル値４６に対応して、０ｄ
Ｂ，９ｄＢまたは１８ｄＢに制御される。ここで、制御
回路４５とＤ／Ａ変換器４７の機能は、例えばビデオカ
メラにコントローラとして搭載されるマイクロコンピュ
ータによって実現される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のような理由で、
従来の小型軽量なビデオカメラ等においては、図５に示
すような電圧制御型増幅器を用いた可変利得増幅回路が
多用されている。しかし、電圧制御型増幅器は、一般
に、制御電圧対利得特性、その非直線性およびその温度
特性等の点で個々のばらつきが大きいため、きめ細かな
多段階（例えば、１ｄＢステップ）の利得制御を三原色
信号のそれぞれについて精確に行うことは困難であり、
例えば０ｄＢ，９ｄＢ，１８ｄＢのように粗い利得制御
を行うのが通例であった。
従来の小型軽量なビデオカメラ等においては、図５に示
すような電圧制御型増幅器を用いた可変利得増幅回路が
多用されている。しかし、電圧制御型増幅器は、一般
に、制御電圧対利得特性、その非直線性およびその温度
特性等の点で個々のばらつきが大きいため、きめ細かな
多段階（例えば、１ｄＢステップ）の利得制御を三原色
信号のそれぞれについて精確に行うことは困難であり、
例えば０ｄＢ，９ｄＢ，１８ｄＢのように粗い利得制御
を行うのが通例であった。
【００１２】このばらつきのため、例えば、三板式ＣＣ
Ｄビデオカメラにおいては、三原色信号の利得に差を生
じ、色バランスが劣化してしまうという課題があった。
Ｄビデオカメラにおいては、三原色信号の利得に差を生
じ、色バランスが劣化してしまうという課題があった。
【００１３】また、このばらつきを補正して、三原色信
号のそれぞれについて精確な利得を得るには、個々の電
圧制御型増幅器に対して個別の調整が必要であり、調整
コストが著しくかさんでしまうという課題があった。
号のそれぞれについて精確な利得を得るには、個々の電
圧制御型増幅器に対して個別の調整が必要であり、調整
コストが著しくかさんでしまうという課題があった。
【００１４】そこで、この発明は、個々の電圧制御型増
幅器における特性上のばらつきとは無関係に、精確な利
得制御が可能となる可変利得制御回路およびビデオカメ
ラを提案するものである。
幅器における特性上のばらつきとは無関係に、精確な利
得制御が可能となる可変利得制御回路およびビデオカメ
ラを提案するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明の可変利得制御回路は、任意振幅の基準パ
ルス信号を発生する基準パルス発生手段と、入力信号の
垂直走査期間におけるオプティカルブラックレベル信号
区間に、上記パルス発生手段より発生した基準パルス信
号を重畳した重畳信号を出力するパルス重畳手段と、上
記パルス重畳手段から出力された重畳信号を、利得制御
信号に基づいた利得で増幅する増幅手段と、上記増幅手
段から出力された出力信号中の上記基準パルス信号の振
幅と基準値との比較結果に基づき上記利得制御信号を生
成して、上記増幅手段の利得を上記基準パルス信号の振
幅に応じて制御する帰還増幅手段を有するものである。
また、この発明のビデオカメラは、撮影画像の映像信号
を生成する撮像手段と、任意振幅の基準パルス信号を発
生する基準パルス発生手段と、上記映像信号の垂直走査
期間におけるオプティカルブラックレベル信号区間に、
上記パルス発生手段より発生した基準パルス信号を重畳
した重畳信号を出力するパルス重畳手段と、上記パルス
重畳手段から出力された重畳信号を、利得制御信号に基
づいた利得で増幅する増幅手段と、上記増幅手段から出
力された出力信号中の上記基準パルス信号の振幅と基準
値との比較結果に基づき上記利得制御信号を生成して、
上記増幅手段の利得を上記基準パルス信号の振幅に応じ
て制御する帰還増幅手段を有するものである。
め、この発明の可変利得制御回路は、任意振幅の基準パ
ルス信号を発生する基準パルス発生手段と、入力信号の
垂直走査期間におけるオプティカルブラックレベル信号
区間に、上記パルス発生手段より発生した基準パルス信
号を重畳した重畳信号を出力するパルス重畳手段と、上
記パルス重畳手段から出力された重畳信号を、利得制御
信号に基づいた利得で増幅する増幅手段と、上記増幅手
段から出力された出力信号中の上記基準パルス信号の振
幅と基準値との比較結果に基づき上記利得制御信号を生
成して、上記増幅手段の利得を上記基準パルス信号の振
幅に応じて制御する帰還増幅手段を有するものである。
また、この発明のビデオカメラは、撮影画像の映像信号
を生成する撮像手段と、任意振幅の基準パルス信号を発
生する基準パルス発生手段と、上記映像信号の垂直走査
期間におけるオプティカルブラックレベル信号区間に、
上記パルス発生手段より発生した基準パルス信号を重畳
した重畳信号を出力するパルス重畳手段と、上記パルス
重畳手段から出力された重畳信号を、利得制御信号に基
づいた利得で増幅する増幅手段と、上記増幅手段から出
力された出力信号中の上記基準パルス信号の振幅と基準
値との比較結果に基づき上記利得制御信号を生成して、
上記増幅手段の利得を上記基準パルス信号の振幅に応じ
て制御する帰還増幅手段を有するものである。
【００１６】
【作用】この発明の実施例を示す図１において、パルス
発生回路３は基準パルス信号を発生する。ここで、基準
パルスの振幅は、基準電圧Ｅｒに所望の利得Ａの逆数を
乗じた値（Ｅｒ／Ａ）に設定される。パルス重畳回路２
は、パルス発生回路３から供給される基準パルス信号
を、入力端１から供給される入力信号に重畳して可変利
得増幅器４に出力する。可変利得増幅器４は、パルス重
畳回路２から供給された重畳信号を、制御電圧Ｅｃで定
まる利得で増幅し、出力信号として出力端５に出力す
る。
発生回路３は基準パルス信号を発生する。ここで、基準
パルスの振幅は、基準電圧Ｅｒに所望の利得Ａの逆数を
乗じた値（Ｅｒ／Ａ）に設定される。パルス重畳回路２
は、パルス発生回路３から供給される基準パルス信号
を、入力端１から供給される入力信号に重畳して可変利
得増幅器４に出力する。可変利得増幅器４は、パルス重
畳回路２から供給された重畳信号を、制御電圧Ｅｃで定
まる利得で増幅し、出力信号として出力端５に出力す
る。
【００１７】基準パルス検出回路６は、出力信号中の基
準パルスの振幅を検出し、標本電圧Ｅｓとして帰還増幅
器７に出力する。帰還増幅器７は、標本電圧Ｅｓを基準
電圧Ｅｒと比較し、誤差信号を制御電圧Ｅｃとして可変
利得増幅器４に出力し、可変利得増幅器４を所望の利得
Ａに制御する。
準パルスの振幅を検出し、標本電圧Ｅｓとして帰還増幅
器７に出力する。帰還増幅器７は、標本電圧Ｅｓを基準
電圧Ｅｒと比較し、誤差信号を制御電圧Ｅｃとして可変
利得増幅器４に出力し、可変利得増幅器４を所望の利得
Ａに制御する。
【００１８】
【実施例】続いて、この発明に係る利得制御回路の一実
施例について図面を参照して詳しく説明する。
施例について図面を参照して詳しく説明する。
【００１９】この発明に係る利得制御回路の構成を示す
図１において、入力端１には入力信号として、例えば、
三板式ＣＣＤビデオカメラで生成された三原色の映像信
号のうちの一つが供給される。従って、この場合、三原
色信号のそれぞれに対して、図１に示す利得制御回路が
設けられる。
図１において、入力端１には入力信号として、例えば、
三板式ＣＣＤビデオカメラで生成された三原色の映像信
号のうちの一つが供給される。従って、この場合、三原
色信号のそれぞれに対して、図１に示す利得制御回路が
設けられる。
【００２０】パルス発生回路３は、振幅が基準電圧Ｅｒ
に所望の利得Ａの逆数を乗じた値（Ｅｒ／Ａ）に等しい
基準パルスを、例えば入力信号のオプティカルブラック
レベル信号に同期して発生する。
に所望の利得Ａの逆数を乗じた値（Ｅｒ／Ａ）に等しい
基準パルスを、例えば入力信号のオプティカルブラック
レベル信号に同期して発生する。
【００２１】パルス重畳回路２は、パルス発生回路３か
ら供給される基準パルス信号を、入力端１から供給され
る入力信号のオプティカルブラックレベル信号に重畳し
て可変利得増幅器４に出力する。図２に、基準パルスを
映像信号に重畳した一例を示す。
ら供給される基準パルス信号を、入力端１から供給され
る入力信号のオプティカルブラックレベル信号に重畳し
て可変利得増幅器４に出力する。図２に、基準パルスを
映像信号に重畳した一例を示す。
【００２２】可変利得増幅器４は、基準パルスの重畳さ
れたパルス重畳回路２からの重畳信号を、制御電圧Ｅｃ
で定まる利得で増幅し、出力信号として出力端５と基準
パルス検出回路６に出力する。
れたパルス重畳回路２からの重畳信号を、制御電圧Ｅｃ
で定まる利得で増幅し、出力信号として出力端５と基準
パルス検出回路６に出力する。
【００２３】基準パルス検出回路６は、出力信号中のオ
プティカルブラックレベル信号区間に含まれる基準パル
スの振幅をサンプル／ホールドし、検出した基準パルス
の振幅値を標本電圧Ｅｓとして帰還増幅器７に出力す
る。
プティカルブラックレベル信号区間に含まれる基準パル
スの振幅をサンプル／ホールドし、検出した基準パルス
の振幅値を標本電圧Ｅｓとして帰還増幅器７に出力す
る。
【００２４】帰還増幅器７は、標本電圧Ｅｓを基準電圧
Ｅｒと比較し、両電圧の差として得られる誤差電圧に基
づいて、可変利得増幅器４を所望の利得Ａに制御する制
御電圧Ｅｃを生成し、これを可変利得増幅器４に出力す
る。
Ｅｒと比較し、両電圧の差として得られる誤差電圧に基
づいて、可変利得増幅器４を所望の利得Ａに制御する制
御電圧Ｅｃを生成し、これを可変利得増幅器４に出力す
る。
【００２５】帰還増幅器７から供給された制御電圧Ｅｃ
によって利得制御される可変利得増幅器４は、基準パル
スの重畳されたパルス重畳回路２からの重畳信号を、標
本電圧Ｅｓの基準電圧Ｅｒに対する誤差電圧が零となる
ように増幅し、出力信号として出力端５に出力する。即
ち、入力信号をＡ倍に増幅する場合（つまり、可変利得
増幅器４を利得Ａに制御する場合）、入力信号に重畳さ
れる基準パルスの振幅を基準電圧Ｅｒの１／Ａにすれば
よい。例えば、入力信号を２倍に増幅する（Ａ＝２）場
合には、基準パルスの振幅を基準電圧Ｅｒの１／２倍に
すればよい。
によって利得制御される可変利得増幅器４は、基準パル
スの重畳されたパルス重畳回路２からの重畳信号を、標
本電圧Ｅｓの基準電圧Ｅｒに対する誤差電圧が零となる
ように増幅し、出力信号として出力端５に出力する。即
ち、入力信号をＡ倍に増幅する場合（つまり、可変利得
増幅器４を利得Ａに制御する場合）、入力信号に重畳さ
れる基準パルスの振幅を基準電圧Ｅｒの１／Ａにすれば
よい。例えば、入力信号を２倍に増幅する（Ａ＝２）場
合には、基準パルスの振幅を基準電圧Ｅｒの１／２倍に
すればよい。
【００２６】この結果、可変利得増幅器４は個々の特性
上の差異によらず一定の利得Ａに制御されるので、例え
ば、三板式ＣＣＤビデオカメラの場合、三原色信号のそ
れぞれについて、精確に、かつ、きめ細かな多段階（例
えば、１ｄＢステップ）の利得制御が可能となる。ま
た、三原色信号の利得間に差を生じることもないので、
色バランスが劣化してしまうこともなく、調整コストが
増大してしまうこともない。
上の差異によらず一定の利得Ａに制御されるので、例え
ば、三板式ＣＣＤビデオカメラの場合、三原色信号のそ
れぞれについて、精確に、かつ、きめ細かな多段階（例
えば、１ｄＢステップ）の利得制御が可能となる。ま
た、三原色信号の利得間に差を生じることもないので、
色バランスが劣化してしまうこともなく、調整コストが
増大してしまうこともない。
【００２７】また、基準パルスの振幅が出力側で一定に
なるように、電圧制御型可変利得増幅器４の利得が制御
されるので、基準パルスが飽和することもなく、精確な
利得制御が可能となる。
なるように、電圧制御型可変利得増幅器４の利得が制御
されるので、基準パルスが飽和することもなく、精確な
利得制御が可能となる。
【００２８】なお、この発明を三板式ＣＣＤビデオカメ
ラに適用した場合について上述したが、他の方式のビデ
オカメラ、もしくは、他の信号処理装置に適用してもよ
い。
ラに適用した場合について上述したが、他の方式のビデ
オカメラ、もしくは、他の信号処理装置に適用してもよ
い。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、この発明においては、入
力信号に重畳された基準パルスの振幅により、可変利得
増幅器は個々の特性上の差異によらず所望の利得となる
ように制御されるので、精確、かつ、きめ細かな利得制
御が可能となる効果がある。
力信号に重畳された基準パルスの振幅により、可変利得
増幅器は個々の特性上の差異によらず所望の利得となる
ように制御されるので、精確、かつ、きめ細かな利得制
御が可能となる効果がある。
【００３０】また、複数のチャネル間に利得差を生じる
こともないので、調整コストの顕著な削減が可能となる
効果がある。
こともないので、調整コストの顕著な削減が可能となる
効果がある。
【００３１】更に、基準パルスの振幅が出力側で一定に
なるように利得制御されるので、電圧制御型可変利得増
幅器における信号飽和を防止することが可能となる効果
がある。
なるように利得制御されるので、電圧制御型可変利得増
幅器における信号飽和を防止することが可能となる効果
がある。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】同実施例の動作を示す説明図である。
【図３】この発明および従来の可変利得増幅回路が適用
される装置の一例としてのビデオカメラの構成図であ
る。
される装置の一例としてのビデオカメラの構成図であ
る。
【図４】従来の可変利得増幅回路２３の一例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図５】従来の可変利得増幅回路２３の他の例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 入力端 ２ パルス重畳回路 ３ パルス発生回路 ４ 可変利得増幅器 ５ 出力端 ６ 基準パルス検出回路 ７ 帰還増幅器 Ｅｃ 制御電圧 Ｅｒ 基準電圧 Ｅｓ 標本電圧
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 5/235 - 5/243 H04N 5/20 H04N 9/00 - 9/09 H04N 5/52 H03G 1/00 - 3/34
Claims (2)
- 【請求項１】 任意振幅の基準パルス信号を発生する基
準パルス発生手段と、 入力信号の垂直走査期間におけるオプティカルブラック
レベル信号区間に、上記パルス発生手段で発生した基準
パルス信号を重畳した重畳信号を出力するパルス重畳手
段と、 上記パルス重畳手段から出力された重畳信号を、利得制
御信号に基づいた利得で増幅する増幅手段と、 上記増幅手段から出力された出力信号中の上記基準パル
ス信号の振幅と基準値との比較結果に基づき上記利得制
御信号を生成して、上記増幅手段の利得を上記基準パル
ス信号の振幅に応じて制御する帰還増幅手段を有するこ
とを特徴とする可変利得制御回路。 - 【請求項２】 撮影画像の映像信号を生成する撮像手段
と、 任意振幅の基準パルス信号を発生する基準パルス発生手
段と、 上記映像信号の垂直走査期間におけるオプティカルブラ
ックレベル信号区間に、上記パルス発生手段より発生し
た基準パルス信号を重畳した重畳信号を出力するパルス
重畳手段と、 上記パルス重畳手段から出力された重畳信号を、利得制
御信号に基づいた利得で増幅する増幅手段と、 上記増幅手段から出力された出力信号中の上記基準パル
ス信号の振幅と基準値との比較結果に基づき上記利得制
御信号を生成して、上記増幅手段の利得を上記基準パル
ス信号の振幅に応じて制御する帰還増幅手段を有するこ
とを特徴とするビデオカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25125591A JP3286989B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 可変利得制御回路とビデオカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25125591A JP3286989B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 可変利得制御回路とビデオカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0591400A JPH0591400A (ja) | 1993-04-09 |
| JP3286989B2 true JP3286989B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17220052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25125591A Expired - Fee Related JP3286989B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 可変利得制御回路とビデオカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286989B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP25125591A patent/JP3286989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0591400A (ja) | 1993-04-09 |
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