(57)【要約】【課題】要求するゲインに応じてカメラ映像を増幅する利得設定回路及び方法を提供する。【解決手段】本発明のテレビカメラの利得設定回路は、利得係数が、大きい利得幅の所定数の利得値と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値とで二つに分割して設定可能とされている場合に、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定する第一の利得設定手段（１０５）と、利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を設定する第二の利得設定手段（１０６）と、前記第一及び第二の利得設定手段に応じて前記利得係数を決定し、且つ増幅手段（１０３）の利得を制御するゲイン制御手段（１０４）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子からの出力信号をカメラ信号処理するカメラ信号処理手段と、
該カメラ信号処理手段の出力信号に、所定の利得係数を乗算して増幅する増幅手段とを備えるテレビカメラの利得設定回路であって、
前記利得係数は、大きい利得幅の所定数の利得値と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値とで二つに分割して設定可能とされており、
前記利得係数を決定するに当たり、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定する第一の利得設定手段と、
前記利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を設定する第二の利得設定手段と、
前記第一及び第二の利得設定手段に応じて前記利得係数を決定し、前記増幅手段の利得を制御するゲイン制御手段と、
を更に備えることを特徴とするテレビカメラの利得設定回路。
【請求項２】
所定の利得係数を乗算してテレビカメラ映像信号を増幅する増幅手段と、前記所定の利得係数を用いて前記増幅手段の利得を制御するゲイン制御手段とを備えるテレビカメラの利得設定回路の利得設定方法であって、
前記利得係数は、大きい利得幅の所定数の利得値と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値とで二つに分割して利得設定入力が可能とされており、
前記ゲイン制御手段は、
前記利得係数を決定するに当たり、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定するステップと、
前記利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を設定するステップと、
前記第一及び第二の利得設定手段に応じて前記利得係数を決定し、前記増幅手段の利得を制御するステップと、
を含むことを特徴とするテレビカメラの利得設定方法。
【請求項３】
前記ゲイン制御手段は、
設定する前記利得係数を算出するステップと、
設定前の利得係数と設定する前記利得係数の差分を算出するステップと、
前記差分を設定回数で除算して差分設定値を算出するステップと、
前記差分設定値を基に利得設定値を算出するステップと、
前記利得設定値で予め定めた時間間隔で前記設定回数乗算するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載のテレビカメラの利得設定方法。
【請求項４】
前記設定回数乗算する全制御時間は、数秒に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のテレビカメラの利得設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタジオで使用する放送用テレビカメラについて、カメラの出力映像信号の利得を設定するときの利得設定回路及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送用テレビカメラでは、様々な処理を施して映像信号を出力しているが、映像信号のレベルは主にアイリスによる光学的調整と光電変換後の電気的調整により決められる。
【０００３】
通常、アイリスによって、取り込む光の量を制御して映像レベルを調整するが、周囲が暗い場所での撮影ではアイリスだけでは十分なレベルが確保できない場合がある。その場合、テレビカメラでは撮影した信号を電気的に増幅することが可能な利得回路を有し、この利得回路により、ある程度の映像レベルを確保することが可能となる。また、十分に映像レベルが確保できる明るい場所でも、映像表現上、アイリスをある範囲内に制限したい場合にこの利得回路によりゲイン切り替えを行って映像レベルを調整する。
【０００４】
通常、放送用テレビカメラでは、この利得回路にて複数の利得を選定することができるようになっており、ある幅をもったステップで切り替えることもできる。特に、テレビカメラにおいて、映像信号のゲインを切り替えても、切り替えショックのない自然な映像信号が得られるゲイン切り替え回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３３６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放送用テレビカメラの利得回路は、利得（以下、ゲインとも称する）を前述のようにある幅をもったステップで切り替えることができる。例えば、−３ｄＢ、０ｄＢ、＋３ｄＢ、＋６ｄＢ、＋９ｄＢ、＋１２ｄＢなどである。
【０００６】
このような利得回路は、映像信号を増幅するが同時にノイズも増幅するため、増幅するゲインを大きくしても、Ｓ／Ｎ比は改善せず、ノイズが目立つようになる。従って、そのゲインは、その目的に応じて増幅するのが好ましいが、ゲインがあるステップをもっているため、好みのゲインにすることができない場合もある。
【０００７】
一例をあげると、要求するゲインが＋５ｄＢの場合、＋５ｄＢのスイッチがないため、＋６ｄＢを使用することになる。すると、ゲインが＋６ｄＢとなるため、ノイズ量も＋５ｄＢのときと比べると若干悪くなる。これは、要求するゲインが＋４ｄＢの場合にゲインが＋６ｄＢを選択すると、より顕著となる。
【０００８】
本発明の目的は、上述した問題点を鑑みて、要求するゲインに応じてカメラ映像を増幅することが可能な利得設定回路及び方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、映像レベルが急に変化すると、映像信号を画像として視ている人が違和感を覚え、一つの切り替えショックを認識する。そのため、このようなショックの少ない利得設定回路及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による第１の態様のテレビカメラの利得設定回路は、固体撮像素子からの出力信号をカメラ信号処理するカメラ信号処理手段と、該カメラ信号処理手段の出力信号に、所定の利得係数を乗算して増幅する増幅手段とを備えるテレビカメラの利得設定回路であって、前記利得係数は、大きい利得幅の所定数の利得値と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値とで二つに分割して設定可能とされており、前記利得係数を決定するに当たり、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定する第一の利得設定手段と、前記利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を設定する第二の利得設定手段と、前記第一及び第二の利得設定手段に応じて前記利得係数を決定し、前記増幅手段の利得を制御するゲイン制御手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明による第２の態様のテレビカメラの利得設定方法は、所定の利得係数を乗算してテレビカメラ映像信号を増幅する増幅手段と、前記所定の利得係数を用いて前記増幅手段の利得を制御するゲイン制御手段とを備えるテレビカメラの利得設定回路の利得設定方法であって、前記利得係数は、大きい利得幅の所定数の利得値と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値とで二つに分割して利得設定入力が可能とされており、前記ゲイン制御手段は、前記利得係数を決定するに当たり、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定するステップと、前記利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を設定するステップと、前記第一及び第二の利得設定手段に応じて前記利得係数を決定し、前記増幅手段の利得を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明による第３の態様のテレビカメラの利得設定方法は、第２の態様のテレビカメラの利得設定方法において、前記ゲイン制御手段は、設定する前記利得係数を算出するステップと、設定前の利得係数と設定する前記利得係数の差分を算出するステップと、前記差分を設定回数で除算して差分設定値を算出するステップと、前記差分設定値を基に利得設定値を算出するステップと、前記利得設定値で予め定めた時間間隔で前記設定回数乗算するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明による第４の態様のテレビカメラの利得設定方法は、第３の態様のテレビカメラの利得設定方法において、前記設定回数乗算する全制御時間は、数秒に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による第１の態様によれば、利得係数の設定手段を大きな値と小さな値の二つ設けたことにより、あらゆる数値を設定することが可能となるため、所望のカメラ映像信号を得ることができる。
【００１５】
本発明による第２及び第３の態様によれば、二つの設定入力により利得係数を設定し、得られた利得係数を細分化して、その細部化した値毎に、所定時間掛かって増幅することが可能となるので、あらゆる利得係数で映像信号を所定時間かけて徐々に増幅(減衰)することが可能となる。
【００１６】
本発明による第４の態様によれば、所定時間を数秒としたため、映像信号の変化が緩やかとなり、映像信号の変化によるショックが少ないため、放送中でもゲインアップ可能という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による一実施例のテレビカメラの利得設定回路を図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
[回路構成]
図１は、本実施例のテレビカメラの利得設定回路のブロック図である。本実施例のテレビカメラの利得設定回路は、レンズ１００と、固体撮像素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１０１と、カメラ信号処理回路１０２と、乗算器１０３と、ゲイン制御器１０４と、ステップスイッチ１０５と、ファインスイッチ１０６と、第１表示器１０７と、第２表示器１０８とを備え、映像出力する回路である。実際のテレビカメラでは、カメラ信号処理回路１０２でカメラ信号独自の映像処理を行うが、本発明とは直接関係ないので省略する。
【００１９】
ＣＣＤ１０１は、レンズ１００を通った光信号を光電変換して、光電変換した電気信号をカメラ信号処理回路１０２に送出する。
【００２０】
カメラ信号処理回路１０２は、光電変換した電気信号を、プリニーや黒レベルの調整などのアナログ処理を行う。カメラ信号処理回路１０２によってカメラ信号処理した映像信号は、乗算器１０３で利得係数を乗算して増幅された後、映像出力端子（図示せず）から映像信号として出力される。
【００２１】
乗算器１０３は、カメラ信号処理回路１０２によってカメラ信号処理した映像信号に利得係数を乗算して増幅し、増幅した映像信号を本実施例の利得設定回路の外部に送出する。
【００２２】
ゲイン制御器１０４は、乗算器１０３の利得を制御するために、乗算すべき利得係数を乗算器１０３に送出する。
【００２３】
ステップスイッチ１０５及びファインスイッチ１０６は、ゲイン制御器１０４の利得係数をセットするのに用いられる。セットされた利得係数は、第１表示器１０７及び第２表示器１０８にて表示される。
【００２４】
また、ゲイン制御器１０４は、この利得係数を映像信号に対して乗算するように乗算器１０３を制御するとともに、セットした利得係数を、第１表示器１０７及び第２表示器１０８に表示させる。
【００２５】
ここで、ゲイン制御器１０４は、利得係数が、大きい利得幅の所定数の利得値（即ち、比較的大きめの分解能）と、該利得値間にて小さい利得幅の所定数の利得値（即ち、比較的小さめの分解能）とで二つに分割して設定可能とされている場合に、利得係数を決定するに当たり、該利得係数を二つに分割した場合の大きい利得幅の値を設定するステップスイッチ１０５と、利得係数を二つに分割した場合の小さい利得幅の値を、予め定めた時間間隔で利得をアップ又はダウンするように逐次的に設定するファインスイッチ１０６と、ステップスイッチ１０５及びファインスイッチ１０６に応じて利得係数を決定し、乗算器１０３による利得を制御する機能を有する。ここで、利得をアップ又はダウンとは、利得を段階的にアップするか、又はダウンさせることを意味する。
【００２６】
また、ゲイン制御器１０４は、この利得をアップ又はダウンを実行するにあたり、設定する利得係数を算出し、設定前の利得係数と設定する利得係数の差分を算出し、この差分を設定回数で除算して差分設定値を算出し、差分設定値を基に利得設定値を算出し、算出した利得設定値で予め定めた時間間隔で設定回数乗算する機能を有する。
【００２７】
このようにして、本実施例の利得設定回路は、増幅した映像信号を出力する。増幅された映像信号は、カメラ信号処理回路１０２とは異なるカメラ信号処理回路で信号処理（例えば、ニー処理やガンマ処理など）を行い、カメラ映像信号として本実施例の利得設定回路を備えるカメラから出力されることになる。
【００２８】
ステップスイッチ１０５及びファインスイッチ１０６は、レバースイッチでもよいし、又はロータリーディップスイッチで回転して設定するような構成としてもよい。
【００２９】
第１表示器１０７及び第２表示器１０８は、７セグメントＬＥＤか、又は液晶ディスプレイでもよい。或いは又、テレビカメラの操作パネルがある場合には操作パネル上に表示するようにしてもよい。
【００３０】
以下、特に、本実施例の利得設定回路におけるゲイン制御器１０４の動作について、図２及び図３を参照して説明する。
【００３１】
[回路動作]
図２を参照するに、まず、ゲイン制御器１０４は、ステップスイッチ１０５において入力があるか否かをチェックする（ステップＳ２１）。以下、スイッチ制御において、入力があるとはスイッチオンを意味し、入力がないとはスイッチオフを意味するものとする。
【００３２】
入力がある場合は、ステップＳ２２に進み、入力がない場合にはステップＳ２４に進む。
【００３３】
次に、ステップスイッチ１０５に入力があるときは、ゲイン制御器１０４は、ステップスイッチ１０５に入力されたステップゲイン値をセットする。
【００３４】
ここで、ステップスイッチ１０５のゲインとは、例えば、−３ｄＢ、０ｄＢ、＋３ｄＢ、＋６ｄＢ、＋９ｄＢ及び＋１２ｄＢの順序でゲインが変化する場合に、ステップスイッチ入力がある場合に利得値を上昇させる。
【００３５】
例えば、現在＋３ｄＢであり、ステップスイッチ１０５に入力があると＋６ｄＢとなり、ゲイン制御器１０４は、＋６ｄＢのゲインをセットする。このゲインセットは、ゲイン制御器１０４における図示しない内部メモリにセットする（ステップＳ２２）。
【００３６】
次に、ゲイン制御器１０４は、セットしたゲインの値を任意の表示形式で第１表示器１０７に表示する。例えば、＋６ｄＢの場合は、＋６と表示する。その後、ステップＳ２１へ進む（ステップＳ２３）。
【００３７】
ステップＳ２４では、ファインスイッチ１０６において入力があるか否かをチェックする。入力がある場合は、ステップＳ２５に進み、入力がない場合は、ステップＳ２７に進む。
【００３８】
次に、ファインスイッチ１０６に入力がある場合は、ゲイン制御器１０４は、ファインゲイン値をセットする。
【００３９】
ファインスイッチ１０６のゲインとは、ステップスイッチ１０５の入力の中間値である。例えば、ステップスイッチ１０５における＋６ｄＢと＋９ｄＢとの間は３ｄＢなので、ファインスイッチ１０６のゲインとして、この３ｄＢを６分割して０．５ｄＢずつセットできるものとする。
【００４０】
現在、ステップスイッチ１０５は、＋６ｄＢにセットしたものとしているが、ゲイン設定値を全部で７．５ｄＢとした場合には、その差の１．５ｄＢをファインスイッチ１０６でセットすることができる。ファインスイッチ１０６の変化の幅を０.５ｄＢとしたので、ファインスイッチ１０６を３回スイッチオンすれば、１．５ｄＢをセットすることができる。ファインスイッチ１０６のゲインセットは、ゲイン制御器１０４における図示しない内部メモリにセットする（ステップＳ２５）。
【００４１】
次に、ゲイン制御器１０４は、ファインスイッチ１０６にてセットしたゲインの値を任意の表示形式で第２表示器１０８に表示する。＋１．５ｄＢの場合は、＋１．５と表示する。その後、Ｓ２４へ進む（ステップＳ２６）。
【００４２】
ステップＳ２７にて、ゲイン制御器１０４は、後述するタイマーで制御される時刻でゲインセット値を読み出して前の値と変化があったか否かをチェックする。変化がある場合は、ステップＳ２８へ進み、変化がない場合には終了とする。前のセット値が＋６ｄＢとする。ステップゲインセット値及びファインゲインセット値を内部メモリで読み出して加算を行い、＋７．５ｄＢに変化したとするとこの場合には、変化ありとなりゲイン切り換えを行うため、ステップＳ２８へ進む。
【００４３】
図３は、ステップＳ２８のフローチャートである。
【００４４】
まず、ステップＳ３１で、ゲイン制御器１０４は、設定されたゲイン値を読み出して算出する。例として、＋７．５ｄＢに設定する場合を示す。この＋７．５ｄＢは、図２に示すフローチャートのように、ステップスイッチ１０５では６ｄＢを内部メモリにセットし、ファインスイッチ１０６では１．５ｄＢを内部メモリにセットしたものである。この二つの内部メモリの値を読み出して加算する。尚、ステップスイッチ１０５及びファインスイッチ１０６で用いる内部メモリは、単一メモリでも個別のメモリで構成してもよいが、いずれのスイッチで設定されたゲインであるかを識別可能に格納することが好適である。
【００４５】
ステップＳ３２で、ゲイン制御器１０４は、差分ゲイン値を算出する。この前にセットされていたゲイン値との差分を算出する。この前にセットされていたゲイン値が＋６ｄＢとすると、現在＋７．５ｄＢに設定する場合、差分ゲイン値は１．５ｄＢとなる。
【００４６】
ステップＳ３３では、ゲイン制御器１０４は、設定回数をセットする。数秒かけてセットするための設定回数である。例として、後述する所定タイマーによって制御されるように、１回あたり０．３秒として設定することができ、１０回をセットする場合、３秒程度である。
【００４７】
ステップＳ３４では、ゲイン制御器１０４は、差分設定値を算出する。ファインスイッチ１０６で１０回かけて設定するため、１回あたりの差分設定値は、１．５ｄＢの１０分の１である０.１５ｄＢに相当する値が差分設定値となる。これは、極めて高精度な利得設定値を意味することに留意する。
【００４８】
ステップＳ３５では、ゲイン制御器１０４は、設定値を算出する。現在、＋６ｄＢの映像で＋７．５ｄＢまで１０回の乗算によりゲインアップする。その初期設定値は、６．１５ｄＢに相当する値となる。２回目以降は、その設定値に０.１５ｄＢずつ加えた値に相当する値が設定値となる。
【００４９】
尚、ゲインに相当する値は、前もって計算してテーブルで記憶した値を使用してもよい。
【００５０】
ステップＳ３６で、ゲイン制御器１０４は、ステップＳ３５で算出した設定値を乗算器１０３で乗算させる。
【００５１】
ステップＳ３７は、ゲイン制御器１０４は、内部に設けられた図示しない所定タイマーを設定する。例えば、ゲイン設定に要求される全部の処理時間が３秒である場合、設定回数を１０回としたときには、０.３秒毎に映像の利得を変化するように構成すればよいことになる。
【００５２】
従って、本例では所定タイマーを３００ｍｓｅｃのタイマーとする。処理に若干の時間を要することも考えられるが、処理時間は３００ｍｓｅｃに比べてもかなり小さいので、３００ｍｓｅｃのタイマーでも全体の処理時間としては大きく変わらない。
【００５３】
このようにしてこの所定タイマーの設定値は、全部の処理時間が定まっているとき、設定回数により大きく変わる。しかしながら、所定タイマーの設定値を小さくして設定回数を増やしてもよい。いずれにしても、全部の処理時間として数秒でゲインが変わるように構成する。
【００５４】
ステップＳ３８では、ゲイン制御器１０４は、所定タイマーの設定回数から値１を減じる。
【００５５】
ステップＳ３９では、ゲイン制御器１０４は、所定タイマーの設定回数がゼロか否かを判定する。ゼロでなければステップＳ３５へ進み、ゼロであれば全ての処理を終了する。
【００５６】
以上が、ゲイン制御器１０４におけるゲイン切り替え動作であり、このようにしてゲイン制御器１０４は、映像（即ち映像信号）のゲインを制御して、緩やかに変化させる映像信号を得ることができる。
【００５７】
ここで、乗算器１０３がデジタル乗算器の場合には、ゲイン制御器１０４から利得係数のデジタル値をそのまま入力して乗算を行うことができる。一方、乗算器１０３がアナログ乗算器の場合には、ゲイン制御器１０４からの利得係数のデジタル値をＤ／Ａ変換器（図示せず）を介してアナログ値に変換して供給した後、乗算を行うことができる。
【００５８】
液晶画面によるメニュー設定を有するテレビカメラでは、液晶の設定画面から設定回数や緩やかに変化する時間を設定するように構成してもよい。
【００５９】
また、ゲイン制御器１０４の制御を、カメラに内蔵される図示しないメインＣＰＵ（中央演算処理装置）によって図示しないメモリに格納した一つ以上のプログラムを実行するように構成してもよい。
【００６０】
上記の実施例は、ステップスイッチ１０５及びファインスイッチ１０６の二つを用いて、各スイッチの設定及び表示を先に行うものとして説明したが、ファインスイッチ１０６の設定及び表示を先に行う構成など幾多の変形が可能である。また、ゲインアップの場合を例にしたが、ゲインダウンの場合も同様であることは云うまでもない。
【００６１】
また、この実施の形態では表示器を第１表示器１０７及び第２表示器１０８の二つとして個別に設けた例を説明したが、一つの表示器に一つの表示をさせるようにしても構わない。上述の実施例の数値を使えば、＋７．５ｄＢと表示する。
【００６２】
上述した実施例のほかにも、本発明には幾多の変形例が可能である。従って、本発明は、上述の実施例に制限されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によるテレビカメラの利得設定回路であれば、切り替えショックのない態様で、好みのレベルにゲインアップで切り換えることができるため、放送局で使用する放送用テレビカメラに有用である。また、監視用テレビカメラを常時テレビモニタで監視して使用する場合に、周囲条件でゲインアップして使用する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による一実施例のテレビカメラの利得設定回路を示すブロック図である。
【図２】本発明による一実施例のテレビカメラの利得設定方法のフローチャートである。
【図３】本発明による一実施例のテレビカメラの利得設定方法における、図２のステップＳ２８のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１００  レンズ１００
１０１  固体撮像素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）
１０２  カメラ信号処理回路
１０３  乗算器
１０４  ゲイン制御器
１０５  ステップスイッチ
１０６  ファインスイッチ
１０７  第１表示器
１０８  第２表示器
【図１】
2010041533.tif 000003
【図２】
2010041533.tif 000004
【図３】
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