(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子からのアナログ映像信号を処理するプロセス回路と、
第１基準電圧を発生する第１基準電圧発生器と、
前記プロセス回路を経たアナログ映像信号を前記第１基準電圧によりディジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記ディジタル映像信号のブラックレベル値と任意のブラックレベル目標値とを比較するディジタル比較器と、
該ディジタル比較器の出力値によりアップ／ダウンカウントを行ってｎビットの制御信号を出力するアップ／ダウンカウンタと、
前記ｎビットの制御信号により前記第１基準電圧を変化させて、ブラックレベル調整用の第２基準電圧として出力するＤ／Ａ変換器と、
前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧により、前記プロセス回路を経たアナログ映像信号のブラックレベルをクランピングして、前記プロセス回路にフィードバックさせるブラックレベルクランプ回路と、
ブラックレベルクランピング信号及びブラックレベル調整信号が共にオンになると、前記ディジタル比較器及び前記アップ／ダウンカウンタにイネーブル信号を夫々印加して動作させるＡＮＤゲートと、
を備えて構成されたことを特徴とするビデオカメラのブラックレベル調整装置。
【請求項２】
前記Ｄ／Ａ変換器が、
前記ｎビットのディジタル制御信号を２nビットにディコーディングして出力するディコーダと、
前記第１基準電圧を基準として設定された電圧範囲を、２n個のステップに分割する電圧分割器と、
前記２nビットにディコーディングされたディコーダの出力に応じてスイッチングして、前記電圧分割器の対応するステップの電圧を出力する分圧選択部と、
とから構成されることを特徴とする請求項１記載のビデオカメラのブラックレベル調整装置。
【請求項３】
前記アップ／ダウンカウンタが、
前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値よりも大きいと、前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧をより低くすべくディジタル制御信号を発生させ、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値よりも小さいと、前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧をより高くすべくディジタル制御信号を発生させ、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値と略同等であると、そのときの前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧を保持すべくディジタル制御信号を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載のビデオカメラのブラックレベル調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラのブラックレベル調整装置に係るもので、詳しくは、映像信号のブラックレベルを自動に調整し得るビデオカメラのブラックレベル調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のビデオカメラのブラックレベル調整装置は、図３に示したように、レンズを経て入力される光学映像を電気的信号に変換して出力する撮像素子である電荷結合素子ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）100と、該ＣＣＤ100から出力されるアナログ映像信号に対し、サンプルホールド及び自動利得調節を行うＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）／ＡＧＣ（Automatic  Gain  Control）回路110と、上位基準電圧ＶT及び下位基準電圧ＶBを発生する基準電圧発生器130と、該基準電圧発生器130から出力された基準電圧により前記ＣＤＳ／ＡＧＣ110から出力されるアナログ映像信号をディジタル映像信号に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と称す）120と、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路110から出力されるアナログ映像信号のブラックレベル値と前記基準電圧発生器130から出力される下位基準電圧値ＶBとが同レベルになるようにクランピング（Clamping）して、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路110にフィードバックするブラックレベルクランプ回路140と、を備えて構成されていた。
【０００３】
以下、このように構成された従来のビデオカメラにおけるブラックレベル調整を詳細に説明する。
先ず、ＣＣＤ100から出力されたアナログ映像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路110を経てサンプルホールド及び自動利得調節動作が行われた後、Ａ／Ｄ変換器120でディジタル映像信号に変換される。このとき、前記Ａ／Ｄ変換器120は、基準電圧発生器130から発生された上位基準電圧ＶT及び下位基準電圧ＶBを基準にして、前記アナログ映像信号をディジタル映像信号に変換して出力する。
【０００４】
一方、ブラックレベルクランプ回路140は、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路110から一定周期毎に出力されるブラックレベル信号を受け、該ブラックレベル信号を基準電圧発生器130から発生された下位基準電圧ＶBのレベルにクランピングして、映像信号のブラックレベル値と前記下位基準電圧値ＶBとを一致させ、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路110にフィードバックさせる。
【０００５】
従って、前記Ａ／Ｄ変換器120の下位基準電圧ＶBと前記ブラックレベルクランプ回路140のブラックレベル値とは理論的に一致すべきであるが、システム内の各ディバイスの不整合により正確なクランピングレベルを得ることが困難であり、また、カメラの使用者が、ブラックレベルを任意に調整したい場合があるため、基準電圧発生器130の下位基準電圧ＶBの出力端に可変抵抗Ｒを接続させ、該可変抵抗Ｒにより前記Ａ／Ｄ変換器120に入力される下位基準電圧ＶBを変化させてブラックレベルを調整できるように構成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のビデオカメラのブラックレベル調整装置においては、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路，Ａ／Ｄ変換器及び基準電圧発生器の機能が夫々独立的なチップにより具現されているため、チップの外部に可変抵抗Ｒを接続して基準電圧を調整するようになっているが、ビデオカメラのブラックレベル調整装置をワンチップ化する場合は、別途の抵抗を接続して基準電圧を調整することができなくなってしまうという不都合な点があった。
【０００７】
また、Ａ／Ｄ変換器に入力される基準電圧を変化させて、ブラックレベルを調整する構成であるため、Ａ／Ｄ変換器の変換範囲が変化して、Ａ／Ｄ変換器の性能が低下するという不都合な点もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、Ａ／Ｄ変換器に入力される基準電圧を変化させることなく、ブラックレベルを任意に調整し得るビデオカメラのブラックレベル調整装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るビデオカメラのブラックレベル調整装置は、撮像素子からのアナログ映像信号を処理するプロセス回路と、第１基準電圧を発生する第１基準電圧発生器と、前記プロセス回路を経たアナログ映像信号を前記第１基準電圧によりディジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値と任意のブラックレベル目標値とを比較するディジタル比較器と、該ディジタル比較器の出力値によりアップ／ダウンカウントを行ってｎビットの制御信号を出力するアップ／ダウンカウンタと、前記ｎビットの制御信号により前記第１基準電圧を変化させて、ブラックレベル調整用の第２基準電圧として出力するＤ／Ａ変換器と、前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧により、前記プロセス回路を経たアナログ映像信号のブラックレベルをクランピングして、前記プロセス回路にフィードバックさせるブラックレベルクランプ回路と、ブラックレベルクランピング信号及びブラックレベル調整信号が共にオンになると、前記ディジタル比較器及び前記アップ／ダウンカウンタにイネーブル信号を夫々印加して動作させるＡＮＤゲートと、を備えて構成される。
【００１２】
ここで、前記Ｄ／Ａ変換器が、前記ｎビットのディジタル制御信号を２nビットにディコーディングして出力するディコーダと、前記第１基準電圧を基準として設定された電圧範囲を、２n個のステップに分割する電圧分割器と、前記２nビットにディコーディングされたディコーダの出力に応じてスイッチングして、前記電圧分割器の対応するステップの電圧を出力する分圧選択部と、とから構成されるようにすると良い。
【００１３】
また、前記アップ／ダウンカウンタが、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値よりも大きいと、前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧をより低くすべくディジタル制御信号を発生させ、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値よりも小さいと、前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧をより高くすべくディジタル制御信号を発生させ、前記ディジタル映像信号のブラックレベル値が前記任意のブラックレベル目標値と略同等であると、そのときの前記ブラックレベル調整用の第２基準電圧を保持すべくディジタル制御信号を発生させるようにすると良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
本発明に係るビデオカメラのブラックレベル調整装置は、図１に示すように、撮像素子としてのＣＣＤから出力されたアナログ映像信号に対し、サンプルホールド及び自動利得調整の処理を行うＣＤＳ／ＡＧＣ回路200（プロセス回路）と、上位基準電圧ＶT及び下位基準電圧ＶBを発生する基準電圧発生器220と、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200を経たアナログ映像信号を前記基準電圧によりディジタル映像信号に変換するＡ／Ｄ変換器210と、該Ａ／Ｄ変換器210から出力されたディジタル映像信号のブラックレベル値とマイクロコンピュータから印加されたブラックレベル目標値とを比較して、その比較結果に応じた値を出力するディジタル比較器230と、該ディジタル比較器230の出力信号に従いカウント値をアップ又はダウンさせて、ｎビットの制御信号を出力するアップ／ダウンカウンタ240と、前記基準電圧発生器220から出力された下位基準電圧ＶBを基準にして設定された電圧範囲を２n個のステップに分割した各電圧値の中から、アップ／ダウンカウンタ240から出力されるｎビットの制御信号に従って１つの電圧値を選択して出力するＤ／Ａ変換器250と、該Ｄ／Ａ変換器250から選択されたブラックレベル調整用の基準電圧としての電圧値に従い、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200から入力されるアナログ映像信号のブラックレベルをクランピングして、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200にフィードバックさせるブラックレベルクランプ回路260と、ブラックレベルクランピング信号ＢＣＬＰ及びブラックレベル調整信号ＢＣＬＢが共にオンになると、前記ディジタル比較器230及びアップ／ダウンカウンタ240に夫々イネーブル信号ＥＮを印加するＡＮＤゲート270と、を備えて構成されている。
【００１５】
尚、前記ディジタル比較器230，アップ／ダウンカウンタ240及びＤ／Ａ変換器250によって調整用電圧出力手段が構成され、前記ディジタル比較器230，アップ／ダウンカウンタ240が制御信号設定手段に相当し、Ｄ／Ａ変換器250が基準電圧調整手段に相当する。
【００１６】
前記Ｄ／Ａ変換器250は、図２に示したように、前記アップ／ダウンカウンタ240からｎビットのディジタル制御信号が入力されると、該ｎビットのディジタル制御信号を２nビットにディコーディングして出力するディコーダ251と、前記基準電圧発生器220から印加された下位基準電圧ＶBに所定の電圧値ＶOSを加算した電圧（ＶB＋ＶOS）及び減算した電圧（ＶB−ＶOS）が両端に夫々印加され、それら両端の電圧（ＶB＋ＶOS、ＶB−ＶOS）間に２n個の抵抗（R1、R2、....、R2n）が直列連結されて、それら両端の電圧に挟まれる電圧範囲を２n個のステップに分割する電圧分割器252と、2n−1個のスイッチから構成され、前記電圧分割器252により２n個のステップに分割された電圧値の中から、前記ディコーダー251により選択されたステップの電圧を出力する分圧選択部253と、該分圧選択部253から選択的に出力された電圧を緩衝・増幅して出力する出力バッファ254と、を備えて構成されている。
【００１７】
以下、このように構成された本発明に係るビデオカメラのブラックレベル調整装置の動作について説明する。
先ず、ＣＣＤから入力された信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200でサンプルホールド及び自動利得調節が行われた後、Ａ／Ｄ変換器210に出力され、該Ａ／Ｄ変換器210は、前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200から入力されたアナログ映像信号を基準電圧発生器220で発生された上位基準電圧ＶT及び下位基準電圧ＶBを基準にして、ディジタル映像信号に変換して出力する。
【００１８】
このとき、ＡＮＤゲート270では、ブラックレベルクランピング信号ＢＣＬＰ及びブラックレベル調整信号ＢＣＬＢが共にオンになると、ディジタル比較器230及びアップ／ダウンカウンタ240にイネーブル信号ＥＮを夫々印加して動作させる。
【００１９】
即ち、前記ディジタル比較器230は、前記Ａ／Ｄ変換器210から入力されるディジタル映像信号のブラックレベル値Ａとマイクロコンピュータから入力する既設定されたブラックレベル目標値Ｂとを比較し、その結果、Ａ＞Ｂであると「ＨＩＧＨ」、Ａ＝Ｂであると「ＩＮ」、Ａ＜Ｂであると「ＬＯＷ」の信号をアップ／ダウンカウンタ240側に出力する。
【００２０】
次いで、前記アップ／ダウンカウンタ240は、前記ディジタル比較器230の出力信号に従い、現在のカウント値をアップ又はダウンさせるが、例えば、前記ディジタル比較器230の出力信号が「ＨＩＧＨ」になるとカウント値を１だけ減少させ、「ＬＯＷ」になると1だけ増加させ、「ＩＮ」になるとカウント値を増減させず、現在のカウント値に固定させる。
【００２１】
このように設定されたｎビットの制御信号は、Ｄ／Ａ変換器250に印加され、該Ｄ／Ａ変換器250では、前記ｎビットの制御信号により基準電圧発生器220から発生された基準電圧値を増減させて次のように出力する。
【００２２】
即ち、前記基準電圧発生器220から印加された下位基準電圧ＶBに、所定の電圧値ＶOSを加算した電圧（ＶB＋ＶOS）及び減算した電圧（ＶB−ＶOS）が両端に印加されると、該両端の電圧（ＶB＋ＶOS，ＶB−ＶOS）間に２n個の抵抗（R1、R2、....、R2n）が直列連結されているため、電圧（ＶB＋ＶOS）から電圧（ＶB＋ＶOS）までの電圧範囲が２n個のステップに分割される。従って、各抵抗の両端に印加される電圧差は、（ＶB＋ＶOS）−（ＶB−ＶOS）／２n(Ｖ)、即ち、２ＶOS／２n(Ｖ)になる。
【００２３】
例えば、ＶB＝1.0(Ｖ)、ＶOS＝0.1(Ｖ)、ｎ＝3と仮定すると、前記電圧分割器252の両端には、1.1(Ｖ)及び0.9(Ｖ)の電圧がそれぞれ印加され、これら２つの電圧間には８個の同じ抵抗値の抵抗が直列連結されているため、各抵抗の両端の電圧差は、0.2(V)／８＝0.025(V)になる。
【００２４】
そして、前記電圧分割器252の各抵抗間の２n−１個の接点が、分圧選択部253の２n−１個のスイッチＳ１〜Ｓ２n−１の一方端にそれぞれ連結され、それらスイッチＳ１〜Ｓ２n−１の他方端は全て共通接続され、出力バッファ254のオペアンプの非反転入力端子に連結されている。
【００２５】
また、前記アップ／ダウンカウンタ240から入力されるｎビットのディジタル制御信号を２nビットにディコーディングするディコーダ251の出力信号が、前記各スイッチＳ１〜Ｓ２n−１にスイッチング制御信号としてそれぞれ印加される。
【００２６】
従って、前記分圧選択部253の各スイッチＳ１〜Ｓ２n−１が前記ディコーダ251から入力されるディジタル制御信号によりオン／オフされるため、前記電圧分割器252で分割された電圧のうち、選択されたいずれか１つの電圧が出力され、前記分圧選択部253の出力信号は、出力バッファ254を経て適宜なレベルに緩衝・増幅されて出力される。
【００２７】
即ち、前記ディコーダ251から出力されるディジタル制御信号は、現在のブラックレベル値Ａが、所望のブラックレベル目標値Ｂよりも大きいと、より低い電圧が選択されるように設定され、その逆の場合は、より高い電圧が選択されるように設定され、現在のブラックレベル値Ａが所望のブラックレベル目標値Ｂと略同等であれば、現在の電圧を保持すべく設定される。
【００２８】
このような過程により調整されたブラックレベル調整用の基準電圧値が、ブラックレベルクランプ回路260の基準電圧値として印加されると、該ブラックレベルクランプ回路260は、前記調整された基準電圧に従い前記ＣＤＳ／ＡＧＣ回路200から入力されるアナログ映像信号のブラックレベルをクランピングして、再びＣＤＳ／ＡＧＣ回路200にフィードバックさせる。
【００２９】
このようにして、再び入力されるブラックレベル値Ａとマイクロコンピュータから印加されたブラックレベル目標値Ｂとを継続して比較し、それら２つの値が同様になるまで前述の調整過程を繰り返して、ブラックレベル値を所望のレベルに調整する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るビデオカメラのブラックレベル調整装置においては、Ａ／Ｄ変換器に入力される基準電圧を変化させずに、ブラックレベルクランプ回路に入力される基準電圧を目標のブラックレベル値が得られるように変化させることができ、Ａ／Ｄ変換器の性能低下を防止しつつ、所望のブラックレベルに調整させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビデオカメラのブラックレベル調整装置を示したブロック図である。
【図２】図１のＤ／Ａ変換器を示した回路図である。
【図３】従来のビデオカメラのブラックレベル調整装置を示したブロック図である。
【符号の説明】
200…ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
210…Ａ／Ｄ変換器
220…基準電圧発生器
230…ディジタル比較器
240…アップ/ダウンカウンタ
250…Ｄ／Ａ変換器
251…ディコーダ
252…電圧分割器
253…分圧選択部
254…出力バッファ
260…ブラックレベルクランプ回路
【図１】
0004384747.tif 000002
【図２】
0004384747.tif 000003
【図３】
0004384747.tif 000004