(57)【要約】    【課題】  オシロスコープを用いた利得調整をより簡便かつ正確に行うことができる撮像装置の信号処理回路を提供する。    【解決手段】  １００％白レベルの映像信号に対応する基準ディジタルデータと、撮像された映像信号をディジタル化したディジタルデータとの差分が、比較期間指定信号により指定される期間中において検出され、該差分が「０」となるように、レベル調整されたパルス信号がパルス発生器７から出力される。調整動作モードにおいては、選択回路４は、比較期間指定信号に対応する期間においてパルス信号を出力するので、選択回路４の出力信号は、映像信号の一部がパルス信号に置換されたものとなる。調整者は、映像信号の１００％白信号のレベルがパルス信号のレベルと一致するように、増幅回路２の利得を調整すれば、必要な利得調整を行うことができる。【選択図】  図１
2005073184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を駆動する同期信号発生器と、前記撮像素子から出力される映像信号の利得調整を行う増幅回路と、該増幅回路の出力をクランプする第１クランプ回路とを備える撮像装置の信号処理回路において、
前記同期信号発生器が同期信号を発生するタイミングにあわせてパルス信号を発生するパルス発生器と、
前記パルス発生器の出力信号をクランプする第２クランプ回路と、
前記第１クランプ回路の出力信号及び前記第２クランプ回路の出力信号の一方を選択出力する選択回路と、
該選択回路の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器の出力からノイズ成分を除去するローパスフィルタ回路と、
１００％白レベルの映像信号に対応する基準ディジタルデータを出力する基準データ発生器と、
前記基準デジタルデータと、前記ローパスフィルタ回路の出力データとの差分を検出する差分検出器と、
該差分検出器による差分検出を実行する期間を指定する比較期間指定信号を発生する比較期間信号発生器とを備え、
前記選択回路は、通常動作モードでは前記第１クランプ回路の出力信号を常時選択して出力し、調整動作モードでは、前記比較期間指定信号により指定される期間中のみ、前記第２クランプ回路の出力信号を選択して出力し、
前記パルス発生器は、前記差分検出器により検出される差分が「０」となるように、発生するパルスの振幅を調整し、
前記第２クランプ回路は、前記パルス発生器がパルスを発生していない期間においてクランプ動作を行い、前記パルスを発生していない期間の信号電位を、前記第１クランプ回路から出力される映像信号のペデスタル部の電位と一致させることを特徴とする撮像装置の信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の信号処理回路に関し、特に撮像素子から出力される映像信号のレベルを適正に調整するための信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子により得られる映像信号を増幅し、クランプ回路を介してＡ／Ｄ変換器に入力し、ディジタル信号に変換して信号処理を行う撮像装置は、従来より知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８５４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような撮像装置を製造する際には、クランプ回路に入力される映像信号の振幅を一定とする調整（以下「レベル調整」という）を行う必要がある。そのレベル調整は、個々の撮像装置毎に、所定の標準撮像条件下でグレースケールを撮像し、撮像素子が出力する映像信号の１００％白レベルに相当する部分の電圧が所定の電圧になるように、クランプ回路の前に配置される増幅回路の利得調整をオシロスコープを用いて行うのが一般的である。
【０００５】
すなわち、図７に示す映像信号１０１の１００％白レベル電圧ＶＷと、ペデスタル電圧ＶＡとの差である振幅ＶＳが、一定となるようにオシロスコープを用いて調整される。
【０００６】
図８は、図７のＡ部を拡大表示したものである。オシロスコープの輝線で示される信号波形は、ノイズの影響により太く観測される。これに加え、オシロスコープの目盛は一定の間隔毎に示されているために、規定値が目盛の間隔の倍数でない場合、ペデスタル電圧ＶＡと１００％白レベル電圧ＶＷを共に、目盛ピッタリに合わせれば良いという調整方法が使えない。つまり、クランプにより調整されるペデスタル電圧ＶＡを目盛ぴったりに合わせることは可能であっても、１００％白レベル電圧ＶＷを目盛ピッタリに合わせれば良いという調整方法が使えない。そのため、例えば、太く観測される輝線のどの辺りを測定線ＬＭとするか、あるいはその測定線ＬＭとペデスタル電圧ＶＡとの電位差（電圧）が何ボルトと読みとるかは、調整者の主観によって若干左右される。
さらに、オシロスコープが故障していて正確な電圧が表示できないことに調整者が気付いていない場合、誤った調整を行ってしまうことも考えられる。
【０００７】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、オシロスコープを用いた利得調整をより簡便かつ正確に行うことができる撮像装置の信号処理回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、撮像素子を駆動する同期信号発生器と、前記撮像素子から出力される映像信号の利得調整を行う増幅回路と、該増幅回路の出力をクランプする第１クランプ回路とを備える撮像装置の信号処理回路において、前記同期信号発生器が同期信号を発生するタイミングにあわせてパルス信号を発生するパルス発生器と、前記パルス発生器の出力信号をクランプする第２クランプ回路と、前記第１クランプ回路の出力信号及び前記第２クランプ回路の出力信号の一方を選択出力する選択回路と、該選択回路の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力からノイズ成分を除去するローパスフィルタ回路と、１００％白レベルの映像信号に対応する基準ディジタルデータを出力する基準データ発生器と、前記基準デジタルデータと、前記ローパスフィルタ回路の出力データとの差分を検出する差分検出器と、該差分検出器による差分検出を実行する期間を指定する比較期間指定信号を発生する比較期間信号発生器とを備え、前記選択回路は、通常動作モードでは前記第１クランプ回路の出力信号を常時選択して出力し、調整動作モードでは、前記比較期間指定信号により指定される期間中のみ、前記第２クランプ回路の出力信号を選択して出力し、前記パルス発生器は、前記差分検出器により検出される差分が「０」となるように、発生するパルスの振幅を調整し、前記第２クランプ回路は、前記パルス発生器がパルスを発生していない期間においてクランプ動作を行い、前記パルスを発生していない期間の信号電位を、前記第１クランプ回路から出力される映像信号のペデスタル部の電位と一致させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、１００％白レベルの映像信号に対応する基準ディジタルデータと、撮像された映像信号をディジタル化したディジタルデータとの差分が、比較期間指定信号により指定される期間中において検出され、該差分が「０」となるように、レベル調整されたパルス信号がパルス発生器から出力される。パルス信号のパルスが発生していない期間中の信号電位が、映像信号のペデスタル部の電位と等しく、基準ディジタルデータは１００％白レベルの映像信号に対応するので、パルス信号の振幅は１００％白信号の振幅と等しくなる。そして、調整動作モードにおける選択回路からは、比較期間指定信号に対応する期間においてパルス信号が出力されるので、選択回路の出力信号は、映像信号の一部がパルス信号に置換されたものとなる。したがって調整者は、映像信号の１００％白信号のレベルがパルス信号のレベルと一致するように、増幅回路の利得を調整すれば、利得調整を行うことができる。すなわち、オシロスコープの目盛りの使用しなくても、簡便且つ正確な利得調整を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる撮像装置の要部の構成を示すブロック図である。この装置は、撮像素子１、増幅回路２、第１クランプ回路３、選択回路４、Ａ／Ｄ変換器５、同期信号発生器６、パルス発生器７、第２クランプ回路８、比較期間指定信号発生器９、タイミング調整回路１０、基準データ発生器１１、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路１２、及び差分検出器１３を備えている。
【００１１】
この装置の動作を、グレースケールを撮像しながら増幅回路２の利得調整を行うものとして以下に説明する。図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ第１クランプ回路３の出力波形、第２クランプ回路８の出力波形、及び比較期間指定信号発生器９から出力される比較期間指定信号を示す。また図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ選択回路４の出力信号波形、及び比較期間指定信号波形を示す。以下の説明では、これらの図も合わせて参照する。
【００１２】
撮像素子１には、同期信号発生器６から同期信号が供給され、撮像素子１は映像信号を出力する。撮像素子１から出力される映像信号は、増幅回路２で増幅された後、第１クランプ回路３に入力され、ペデスタルレベルが所定の電位ＶＡになるようにクランプされ出力される（図２（ａ））。
【００１３】
同期信号発生器６が出力する同期信号を基に、パルス発生器７は、所定のタイミングで所定パルス振幅のパルス信号を発生する。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、映像信号の水平ブランキング部分において高レベルとなるようなパルス信号が生成される。パルス発生器７が出力するパルス信号は、第２クランプ回路８において、信号下端が電位ＶＡになるようにクランプされ出力される。
【００１４】
比較期間指定信号生成器９は、図２（ｃ）に示すように、第２クランプ回路８の出力信号が電位ＶＢとなっている期間内において高レベル（Ｈ）となる比較期間指定信号を生成する。
選択回路４は、比較期間指定信号のレベルが高レベルの時に第２クランプ回路８の出力を選択するように構成されている。したがって、Ａ／Ｄ変換器５の入力信号は図３（ａ）に示すように、映像信号のペデスタル部の一部がパルス信号に置換された信号となる。
【００１５】
選択回路４の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器５に入力され、ディジタル信号に変換された後、ＬＰＦ回路１２でノイズ成分を除去される。
基準データ発生器１１は、所定のディジタルデータ（例として１００％白に相当するデータ）を基準データとして発生し、差分検出器１３は、ＬＰＦ回路１２の出力信号と基準データ発生器１１の出力信号の差分検出を行う。差分検出器１３は、比較期間指定信号が高レベルの期間のみ差分検出の動作を行う。
【００１６】
厳密には、ＬＰＦ回路１２の出力信号のうち、第２クランプ回路８の出力信号（パルス信号）に相当する部分が差分検出器１３に入力されている期間のみ、差分検出器１３を動作させる必要があるので、比較期間指定信号は、ＬＰＦ回路１２などにおける遅延を吸収するために、タイミング調整回路１０によりタイミング調整が行われて、差分検出器１３に供給される。
【００１７】
パルス発生器７は、差分検出器１３により検出される差分に応じて、出力するパルスの振幅ＶＰを制御し、差分検出器１３の出力が「ゼロ」になるよう動作する。その結果、パルス信号の頂部をＡ／Ｄ変換した際のディジタルデータが、基準データ発生器１１が出力するディジタルデータと一致するので、図３（ａ）に示す選択回路出力信号のパルス振幅ＶＰは、基準データ発生器１１から出力される基準データに対応するパルス振幅と一致する。
【００１８】
したがって、増幅回路２の利得調整は、映像信号の１００％白に相当する部分の電圧がパルス信号の頂部に一致するように調整を行えばよい。換言すれば、図３（ａ）の信号振幅ＶＳが、パルス振幅ＶＰと一致するよう調整すればよい。調整者は、「信号振幅を基準信号と同じにする」という調整を行えばよいので、「測定器（オシロスコープ）の目盛を基準に電圧を判断する」作業からは開放される。
【００１９】
なお、選択回路４は、増幅回路２の利得調整を行わない通常動作モードにおいては常時Ｌ側（第１クランプ回路３の出力）を選択し、増幅回路２の利得調整を行う調整動作モード時のみ比較期間指定信号に応じた選択動作を行う。
【００２０】
以上のように本実施形態では、１００％白レベルの映像信号に対応する基準ディジタルデータと、撮像された映像信号をディジタル化したディジタルデータとの差分が、比較期間指定信号により指定される期間中において検出され、該差分が「０」となるように、レベル調整されたパルス信号がパルス発生器７から出力される。パルス信号のパルスが発生していない期間中の信号電位が、映像信号のペデスタル部の電位ＶＡと等しく、基準ディジタルデータは１００％白レベルの映像信号に対応するので、パルス信号の振幅は１００％白信号の振幅と等しくなる。そして、調整動作モードにおいては、選択回路４からは、比較期間指定信号に対応する期間においてパルス信号が出力されるので、選択回路４の出力信号は、図３（ａ）に示されるように、映像信号の一部がパルス信号に置換されたものとなる。したがって調整者は、映像信号の１００％白信号のレベルがパルス信号のレベルと一致するように、増幅回路の利得を調整すれば、利得調整を行うことができ、オシロスコープの目盛りを使用しなくても、簡便且つ正確な利得調整を行うことが可能となる。また、オシロスコープが故障していて正確な値を示さない状態でも正確な調整を行うことができる。
【００２１】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、パルス信号は映像信号の水平ブランキング部分、すなわち画面の有効エリア外に付加するようにしたが、有効エリア内に付加することも可能である。
【００２２】
通常使用されるグレースケールは、図４のようなパターンであり、太線で囲まれた部分が１００％白に相当する部分である。図４に示すグレースケールを用いて利得調整を行う場合、図５にハッチングを付して示す領域で、比較期間指定信号が高レベルとなるように、比較期間指定信号発生器９を動作させることより、上述した実施形態と同様に増幅回路２の利得調整を行うことができる。このとき、選択回路４の出力信号波形は、図６に示すようになる。図６においては、太線で示す部分が、選択回路４により挿入されたパルス信号に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撮像装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す装置の各部の信号波形を示す図である。
【図３】図１に示す装置の各部の信号波形を示す図である。
【図４】変形例を説明するための図である。
【図５】変形例を説明するための図である。
【図６】変形例における信号波形を示す図である。
【図７】従来技術の問題点を説明するための信号波形図である。
【図８】従来技術の問題点を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  撮像素子
２  増幅回路
３  第１クランプ回路
４  選択回路
５  Ａ／Ｄ変換回路
６  同期信号発生器
７  パルス発生器
８  第２クランプ回路
９  比較期間指定信号発生器
１１  基準データ発生器
１２  ローパスフィルタ回路
１３  差分検出器
【図１】
2005073184.tif 000003
【図２】
2005073184.tif 000004
【図３】
2005073184.tif 000005
【図４】
2005073184.tif 000006
【図５】
2005073184.tif 000007
【図６】
2005073184.tif 000008
【図７】
2005073184.tif 000009
【図８】
2005073184.tif 000010