JPH07255062A - Color video camera - Google Patents

Color video camera

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JPH07255062A
JPH07255062A JP6306224A JP30622494A JPH07255062A JP H07255062 A JPH07255062 A JP H07255062A JP 6306224 A JP6306224 A JP 6306224A JP 30622494 A JP30622494 A JP 30622494A JP H07255062 A JPH07255062 A JP H07255062A
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signal
color
clock pulse
control
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Toshio Murakami
敏夫 村上
Kazuteru Furuichi
和照 古市
Michio Masuda
美智雄 増田
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Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To maintain a white balance state corresponding to color temperature at all times by an internal light measurement system. CONSTITUTION:Color difference signals B-Y and R-Y are integrated by integration circuits 3 and 4 to detect their mean value voltages VB-Y and VR-Y. Comparators 6 and 7 compares the mean value voltages VB-Y and VR-Y with a reference voltage Vref and generate a comparison detection signal of 'H' or 'L' according to their large/small relation. Up/down switching circuits 8 and 9 set up/down counters 10 and 11 to an up-counting mode or down-counting mode according to the comparison detection signal. The up/down counters 10 and 11 counts clock pulses pu from a clock pulse generator 24 in the set mode and their counted values are converted by D/A converters 12 and 13 into analog control voltages. By those control voltages, a variable gain circuit for chrominance signal is gaincontrolled.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、カラービデオカメラに
係り、特に、そのホワイトバランス装置に関する。 【0002】 【従来の技術】カラービデオカメラにおいては、被写体
の色温度による色再現性の劣化を防止するために、ホワ
イトバランス装置が設けられている。このホワイトバラ
ンス装置は、被写体の色温度を検出し、この色温度に対
する白色の被写体が正しく白色で再生されるように、撮
像素子から得られる赤(R)信号と青(B)信号の振幅
を制御するものであるが、被写体の色温度の検出手段が
異なる種類のホワイトバランス装置が既に提案されてい
る。 【0003】その1つは、外部光測光方式と称する方式
を利用したものであって、例えば、特開昭58−578
85号公報に開示されるように(以下、これを公知例1
という)、外部光測光センサによる色温度検出回路を備
え、その出力信号から得た制御信号に応動してカラービ
デオカメラの赤(R)信号回路と青(B)信号回路の利
得を調整するものである。この方法は、撮影中に連続的
に変化する照明光の色温度に追従して、常時ホワイトバ
ランスを自動調整することができるので、ビデオカメラ
の操作を極めて容易にする。 【0004】他の1つは、これとは原理を異にするもの
であって、例えば、「National Technical Report」Vo
l.28,No.2(Apr.1982)pp.151〜155に記載
の西川彰治外による「ビデオカメラの自動ホワイトバラ
ンスシステム」と題する論文(以下、公知例2という)
や日立民生用ICデータブック 昭59.2,pp.1
25〜128「HA11777MP」(以下、公知例3
という)などに開示されるものである。 【0005】これらは内部光測光方式と称する方式を採
用したものであって、カラービデオカメラにおいては、
白い被写体を撮影したときに、色差信号が零であれば、
ホワイトバランスのとれた状態であるということに基づ
くものである。従って、この方式は白い被写体を撮影
し、このときの色差信号を検出し、この検出信号をもと
にして得た制御信号によってカラービデオカメラのR信
号回路とB信号回路の利得を制御して、自動的に色差信
号が零となるよう負帰還ループを形成、かつ純回路的に
構成したものである。 【0006】この方法は、公知例1のように外部光を測
光する必要がなく、公知例2,公知例3に示されるよう
に、1個の専用ICと若干の周辺部品で実現できるの
で、小型で安価なシステムであるとともに、上記のよう
に、フィードバックループを形成しているので、精度良
くホワイトバランスが調整される。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公知例
1に記載の技術は、撮影中に連続的に変化する照明光の
色温度に追従して、常時ホワイトバランスを自動調整す
ることができるのであるが、上記外部光測光センサの有
限のダイナミックレンジのために、低照度領域や高照度
領域でホワイトバランスを精度良く調整できないという
問題、及びレンズが観る撮影範囲とセンサが観る範囲の
色温度が異なる撮影状況が存在するという問題があっ
た。さらに、外部光測光センサを含む自動ホワイトバラ
ンス装置は、カラービデオカメラの低コスト化、小型化
の妨げとなっている。 【0008】また、上記公知例2,3に開示される方式
においては、ICに利得制御回路の制御電圧発生器とし
ての働きと、記憶回路としての働きをもつアップダウン
カウンタを使用してディジタル信号処理を行なっている
ところに特徴がある。即ち、公知例2に記載されている
ように、まず、白の被写体を撮像して負帰還ループを動
作させると、自動的にホワイトバランスのとれた状態
(色差信号が零レベル)となり、次に、負帰還ループを
切ることによって、ホワイトバランスのとれた状態を保
持して撮像することができる。 【0009】しかし、このことからすると、屋内,屋
外、あるいは早朝,夕暮,晴天,曇天など種々の周囲光
の状態に応じて、撮像前に撮像者が白い被写体を撮像
し、機械的ではあるが、ホワイトバランスを設定すると
いう準備操作が必要であり、公知例1の装置のように、
撮像中に連続的に変化する照明光の色温度に追従して、
常時ホワイトバランスを自動調整するということができ
ず、カラービデオカメラの操作性の妨げとなっている。 【0010】本発明の目的は、かかる問題点を解消し、
操作性を妨げることなく、内部光測光によって常時ホワ
イトバランス状態を維持できるようにしたホワイトバラ
ンス装置を備えたカラービデオカメラを提供することに
ある。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、撮像素子から得られる第1,第2の原色
信号の利得を夫々制御する第1,第2の可変利得回路の
出力信号から色温度信号を生成するようにし、該色温度
信号として色差信号を用いその1フィールド期間もしく
は複数フィールド期間毎に積分して得た平均値と所定の
基準値とを比較して色温度情報を常時検出する色温度検
出手段と、検出された該色温度情報に基づいて該第1,
第2の可変利得回路の利得を制御する制御手段とで制御
ループを形成し、該制御ループを色温度の変化に追従せ
しめて動作させることにより、撮影中に連続して変化す
る光源の色温度に逐次追従してホワイトバランスを自動
調整する。 【0012】 【作用】ホワイトバランスがとれた状態では、被写体が
白であるときはもちろんのこと、それが白でなくとも、
ほとんどの被写体に対しては、1フィールド期間もしく
は複数フィールド期間での色差信号の平均(積分)値
は、零であるいは零に近い値となることを見い出した。
本発明はこの点に着目してなされたものであって、色差
信号を1フィールド期間もしくは複数フィールド期間毎
に積分して得られる積分電圧をもとに制御電圧を得、こ
の制御電圧でもってR信号回路やB信号回路の利得を制
御し、撮像中に連続的に変化する照明光の色度や被写体
の絵柄内容に追従して上記積分電圧が零となるようにし
たものである。このように制御しても、照明光の色温度
や被写体の絵柄内容によってホワイトバランス状態は左
程影響されず、実用上問題とはならないことが確認され
た。 【0013】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって説明す
る。図1は本発明によるカラービデオカメラの一実施例
を示すブロック図であり、1,2は入力端子、3,4は
積分回路、5は入力端子、6,7はコンパレータ、8,
9はアップダウン切換回路、10,11はアップダウン
カウンタ、12,13はデジタル/アナログ(D/A)
変換器、14,15は出力端子、16はリセット回路、
17,18は入力端子、19はスタート/ストップ制御
回路、20,21は収束検知回路、22はアンドゲー
ト、23はストップ制御回路、24はクロックパルス発
生器、25はスタート遅延回路、26〜29は入力端子
である。 【0014】カラービデオカメラでは、撮像素子から得
られた色信号B,Rは、可変利得回路で処理された後、
生成された輝度信号の低域成分(以下、これを輝度信号
Yという)と減算処理されて色差信号B−Y,R−Yが
形成される。これら色差信号B−Y,R−Yは、ホワイ
トバランスのための制御信号を形成するために、夫々基
準レベルでクランプされ、所定周期のサンプリングパル
スによってサンプリングされる。このように処理して得
られた色差信号B−Yが、図1において、入力端子1に
供給され、また、色差信号R−Yが入力端子2に供給さ
れる。 【0015】色差信号B−Yは時定数が1フィールドあ
るいはその整数倍の期間に設定された積分回路3で積分
され、色差信号B−Yの積分電圧VB-Yを形成する。色
差信号R−Yも同様の積分回路4で積分され、積分電圧
R-Yが形成される。積分電圧VB-Yはコンパレータ6に
供給され、入力端子5からの基準電圧Vrefと比較され
る。コンパレータ6は、VB-Y≧Vrefのときに“L”
(低レベル)、VB-Y<Vrefのときに“H”(高レベ
ル)である出力電圧を発生し、アップ/ダウン切換回路
8に供給する。同様にして、コンパレータ7で積分電圧
R-Yと基準電圧Vrefとが比較され、VR-Y≧Vref
ときに“L”,VR-Y<Vrefのときに“H”となる出力
電圧が形成されてアップ/ダウン切換回路9に供給され
る。 【0016】アップ/ダウン切換回路8,9は、スター
ト/ストップ制御回路19のクロックパルス発生器24
から1フィールドあるいはその整数倍の周期で供給され
るクロックパルスφ毎に、コンパレータ6,7の出力電
圧のレベルを判定し、それらの判定結果により、5〜6
ビットのアップダウンカウンタ10,11をアップカウ
ントモードあるいはダウンカウントモードに設定する。
これらアップダウンカウンタ10,11は、設定された
モードに応じて、上記クロックパルスφをアップカウン
トあるいはダウンカウントする。 【0017】アップダウンカウンタ10,11のカウン
ト値はD/A変換器12,13で夫々アナログ信号に変
換され、利得制御電圧として、出力端子14,15から
図示しない上記の可変利得回路に供給される。 【0018】このようにして、色信号B,R毎に負帰還
制御ループが構成されるものであって、基準電圧Vref
を適宜設定することにより、積分値VB-Y,VR-Yが零あ
るいはほぼ零となるように、上記可変利得回路の利得が
制御される。 【0019】一方、スタート/ストップ制御回路19に
おいては、アップ/ダウン切換回路8のレベル判定結果
が収束検知回路20に供給され、また、アップ/ダウン
切換回路9のレベル判定結果が収束検知回路21に供給
される。これら収束検知回路20,21は、入力信号の
レベルがクロックパルスφ毎に反転し、その反転回数が
予め設定された所定回数続いたときには、“H”の検出
信号を出力する。このことは、積分値VB-Y,VR-Yが零
あるいはほとんど零になったことを意味する。 【0020】収束検知回路20,21からの検知信号は
アンドゲート22に供給されるが、両者がともに“H”
であって、入力端子26からのモード切換信号Mが
“H”のときには、アンドゲート22の出力端子は
“H”となり(この状態をホワイトバランスが収束した
という)、これによってストップ制御回路23はストッ
プ制御信号を発生し、クロックパルス発生器24の動作
を停止させる。 【0021】モード切換信号Mが“L”のときには、収
束検知回路20,21の出力レベルに拘らず、アンドゲ
ート22の出力レベルは“L”であり、従って、クロッ
クパルス発生器24は常時クロックパルスφを発生す
る。 【0022】モード切換信号Mは、常時ホワイトバラン
スの調整を行なうか、あるいは必要なときにホワイトバ
ランスの調整を行なうかを選択するものであり、前者の
場合には“L”、後者の場合には“H”に設定される。 【0023】いま、モード切換信号Mを“L”に設定し
た場合には、先の説明からも明らかなように、アンドゲ
ート22の出力レベルは常時“L”であり、クロックパ
ルス発生器24は常時動作するから、アップ/ダウン切
換回路8,9、アップダウンカウンタ10,11も常時
動作し、出力端子14,15から常時利得制御電圧が出
力される。従って、被写体の色温度や絵柄内容が変化し
ても、これに追従して自動的にホワイトバランスの調整
が行なわれる。 【0024】先の公知例3のように、光拡散する乳白色
の光学フィルタを用いてホワイトバランスを調整するな
ど、白い被写体を用いて必要なときにホワイトバランス
の調整を行なう場合には、モード切換信号Mのレベルを
“H”にする。収束検知回路20,21によって積分電
圧VB-Y,VR-Yが零あるいはほぼ零であることが検知さ
れると、アンドゲート22の出力レベルが“H”とな
り、クロックパルス発生器24は動作を停止する。これ
によってアップダウンカウンタ10,11はその直前の
カウンタ値を保持し、これらのカウント値に応じた一定
レベルの利得制御電圧により、色信号B,Rの可変利得
回路の利得が夫々一定に保持される。 【0025】このように、乳白色の光学フィルタを用い
る場合には、図示しないホワイトバランススイッチを操
作してホワイトバランス調整を開始するが、このとき、
この光学フィルタが光学系の光経路中に挿入されるとと
もに、モード切換信号Mが“H”となる。また、ホワイ
トバランススイッチの操作によって生じたパルスが入力
端子29からスタート遅延回路25に供給され、これよ
り約0.25秒遅れてスタート制御信号がクロックパル
ス発生器24に供給される。これにより、クロックパル
ス発生器24はクロックパルスφの発生を開始する。 【0026】なお、スタート遅延回路25は、乳白色の
光学フィルタが光学系の光経路中に挿入された瞬間の機
械的振動による影響を防止するためのものである。 【0027】このように、ホワイトバランススイッチを
操作することにより、先の公知例3と同様、乳白色の光
学フィルタを用いたホワイトバランスの調整も可能であ
る。 【0028】入力端子27からクロックパルス発生器2
4には駆動電圧が印加され、また、入力端子28には、
後述するように、電圧が印加され、クロックパルス発生
器24を強制的に停止させる。 【0029】また、リセット回路16は、カラービデオ
カメラの電源投入時やモード切換信号Mによるモード切
換時における再生画像の色相変化などの異常画質を防止
するためのものであり、入力端子17へのバックアップ
電圧の印加とともに入力端子18からリセットパルスが
供給され、また、入力端子26からのモード切換信号M
のレベル反転を検出する。このリセット回路16によ
り、出力端子14,15に得られる利得制御電圧が中間
値をとるように、アップダウンカウンタ10,11がリ
セットされる。 【0030】以上説明したように、この実施例によれ
ば、ホワイトバランスの常時自動調整化システム、ある
いは白い被写体を撮像し、負帰還ループを動作させ、自
動的にホワイトバランスのとれた状態とし、次にこれを
保持するシステムのいずれかの選定、あるいは両システ
ムの併用が可能など、安価で汎用性の高いホワイトバラ
ンスシステムを実現することができる。 【0031】しかし、この実施例では、上記したよう
に、赤一色,青一色などの絵柄を撮像した場合に常時ホ
ワイトバランス動作させると、このような絵柄ではホワ
イトバランスが大きくくずれるという問題がある。 【0032】以下、この問題点について説明する。 【0033】通常、カラーテレビカメラは、一般に、3
200°Kの色温度で照明された被写体の色彩が正確に
再現されるように基本調整されている。即ち、色温度が
3200°Kで白い被写体が白く再現されるように(即
ち、色差信号が零になるように)、色信号B,Rのレベ
ルを調整する。このときの色信号B,Rのレベルを図2
(a)に示すように、0dBとすると、色温度変化に伴
ない同図に示すようなレベル変化を生じ、ホワイトバラ
ンスがくずれる。一般に色温度は略2000°K〜10
000°Kを考慮する必要がある。従って、図2(b)
に示すように、最大±7〜±9dB以上の充分に利得制
御可能な可変利得回路を設置し、ホワイトバランス調整
可能範囲を広範な色温度変化に応じてとっている。 【0034】このために、図1においては、D/A変換
器12,13の出力電圧を直接可変利得回路の制御電圧
とすることができず、図3に示すように、D/A変換器
12,13の出力電圧を電圧変換回路30で変換し、色
信号B,Rの上記のような可変利得回路31,32の利
得制御電圧が得られるようにしている。 【0035】なお、図4は図3におけるD/A変換器1
2と電圧変換回路30の具体的な回路構成を示すもので
ある。 【0036】一方、キャリア(搬送色信号)のリーク量
の程度に応じてホワイトバランスのくずれ状態が異な
り、このリーク量はホワイトバランスがとれた状態で
は、非常にわずかなものである。通常、60〜80mV
P-P以下であれば、白色の被写体に対する再生画像は白
色として感じられる。 【0037】いま、NTSC方式のカラービデオカメラ
において、白い被写体を撮像して3200°Kでホワイ
トバランスをとり、その後、ホワイトバランスを調整し
ないときの各色温度に対するキャリアのリーク量を測定
すると、図5(a)の実線Dで示すようになる。これに
対し、実線Aは、上記実施例において、モード切換信号
Mを“L”として自動ホワイトバランス調整モードとし
たときのキャリアのリーク量を示すものであり、広範囲
な色温度に対してホワイトバランスが良好にとれること
がわかる。 【0038】ところで、上記実施例において、先に説明
したように、色信号B,Rの可変利得回路が広い範囲に
わたって利得制御が可能であるから、被写体が特殊の絵
柄内容、例えば、赤一色であるような場合、積分回路4
(図1)から得られる積分電圧VR-Yは零から大きく異
なり、実際には、ホワイトバランスがとれた状態にあっ
ても、この積分電圧VR-Y を零とするように、出力端子
15(図1)に利得制御電圧が生ずる。この結果、ホワ
イトバランスの状態がくずれてしまう。 【0039】図5(b)の実線Aは、色温度が一定で赤
一色の被写体を撮像対象とし、上記実施例で自動ホワイ
トバランス調整を行なう場合、撮像全面に対する赤色被
写体の面積比の違いに応じたキャリアのリーク量を示す
ものであって、この赤色被写体の面積の割合が大きい
程、ホワイトバランスがとれたときに得られるべき搬送
色信号レベルに(0dB)に対する減衰量が大きくなる
ことがわかる。このことは、再生画面の赤部の彩度が撮
影面積とともに大きく低下することを意味する。 【0040】このような画質低下の欠点は、実験によれ
ば、図5(b)の破線B,あるいは破線Cのように、面
積拡大にともなって増加する搬送色信号レベルの減衰量
を略4〜6dB軽減することで改善され、その視覚的画
質改善効果は極めて大きいことがわかった。この場合、
白い被写体を撮影すれば、図5(a)の破線B,Cに示
す特性となり、ホワイトバランスの精度が多少甘くなる
が、充分実用に供給することができ、不都合なく自動化
を実現できる。上記した図5中の破線B,Cに示す特性
にするには、利得制御範囲を制限する、負帰還制御ルー
プのループゲインを小さくすることなどによって達成で
きる。 【0041】図6はかかる点に鑑みた本発明によるカラ
ービデオカメラの他の実施例を示す要部ブロック図であ
って、35は電圧変換回路であり、図1及び図3に対応
する部分には同一符号をつけて重複する説明は省略す
る。 【0042】この実施例は、電圧変換回路30に加えて
電圧変換回路35を設け、これらの合成変換特性によ
り、例えば、図2(b)に示すように、出力端子33,
34に得られる利得制御電圧の範囲をα領域に制限した
ものである。 【0043】この図に示すように制限した場合、可変利
得回路31,32(図3)の利得制御可能な範囲は±
4.5dB程度であり、これ以上の場合には、アップダ
ウンカウンタ10,11がオーバーフロー動作したこと
になり、可変利得回路31,32の利得制御範囲が制限
される。この実施例によると、図5(a),(b)にお
いて、夫々破線Bで示す動作特性が得られる。 【0044】なお、電圧変換回路35は、図示するよう
に、電源端子と接地端子との間に直列接続された抵抗R
10,R11及び同じく直列接続された抵抗R12,R
13とからなり、抵抗R10,R11の接続点を出力端
子14に、抵抗R12,R13の接続点を出力端子15
に夫々接続するという簡単な構成をなすものである。勿
論、電圧変換回路30,35を別々に設ける代りに、こ
れらの合成変換特性に等しい特性の1つの電圧変換回路
を用いてもよい。 【0045】図7は本発明によるカラービデオカメラの
さらに他の実施例を示す要部ブロック図であって、3
6,37はスイッチであり、図6に対応する部分には同
一符号をつけて重複する説明を省略する。 【0046】この実施例は、スイッチ36,37を連動
して動作させ、必要に応じてオン,オフさせることによ
り、電圧変換回路35を接続、遮断してホワイトバラン
ス操作の自由度を高めるようにしたものである。 【0047】即ち、常時ホワイトバランスの自動調整を
行なう場合には、スイッチ36,37をオン状態にし、
図6で示した実施例のように、可変利得回路の利得制御
範囲を制限する。一方、ホワイトバランスの精度を極め
て重要視する場合には、スイッチ36,37をオフ状態
にして白色の被写体を撮像し、モード切換信号M(図
1)を“H”にすることにより、色温度変化に応じた充
分な利得制御量を確保するようにする。 【0048】図8は本発明によるカラービデオカメラの
さらに他の実施例を示す要部ブロック図であって38は
波形処理回路、39は出力端子であり、図1に対応する
部分には同一符号をつけている。 【0049】図6及び図7に示した実施例は、常時ホワ
イトバランスの自動調整を行なう場合、D/A変換器1
2,13の出力電圧を制限することにより、可変利得回
路31,32(図3)の利得制御範囲を制限したが、図
8に示すこの実施例は、入力端子1からの色差信号B−
Yの振幅を波形処理回路38でクランプ電位を中心とし
た電圧範囲Vth内に制限して、同様の効果が得られるよ
うにしたものである。色差信号R−Yに対して同様であ
り、これによって負帰還ループのループゲインが小さく
なり、キャリアのリーク量に対しては図5(a),
(b)の破線Cで示す特性が得られる。 【0050】なお、波形処理回路38は、色差信号の振
幅を徐々に圧縮するようなものでもよく、また、白色の
被写体を撮像してホワイトバランスの状態をとる場合に
は、非作動状態になることはいうまでもない。 【0051】図9は本発明によるカラービデオカメラの
さらに他の実施例の要部を示すブロック図であって、4
0は電圧範囲検出回路、41は基準電圧源、42は電流
源、43,44はコンパレータであり、図1に対応する
部分には同一符号をつけている。 【0052】図1においては、常時のホワイトバランス
の自動調整がディジタル的に行なわれる。このために、
色差信号の積分電圧が零あるいはほぼ零になった収束状
態では、アンドゲート22が作動しないことから、この
積分電圧と基準電圧Vrefとを比較するコンパレータ
6,7の出力はクロックパルスφ毎にレベル反転する。
これにより、アップダウンカウンタ10,11のカウン
ト値もクロックパルスφ毎に変化して利得制御電圧が変
動し、再生画面に周期的な色フリッカが生ずる。 【0053】図9に示すこの実施例は、かかる問題点を
解消するものであって、ホワイトバランスの収束状態で
は、色差信号の平均レベルがこの色差信号の基準電位V
ref(クランプレベルであって、通常零レベル)に極め
て近いことに着目し、両者の差が所定の電圧範囲Δv内
にあるとき、ホワイトバランスが収束したと判定してク
ロックパルス発生器24を停止させるものである。 【0054】即ち、この実施例では、基準電圧Vref
基準電圧源41、抵抗R14,R15、電流源42及び
コンパレータ43,44からなる電圧範囲検出回路40
が設けられており、抵抗R14,R15及び電流源42
を順に直列接続して抵抗R14,R15の接続点に基準
電圧源41から基準電圧Vrefを印加することにより、
抵抗R14の端部pに電圧(Vref+Δv)を、抵抗R
15と電流源42との接続点qに電圧(Vref−Δv)
を夫々生じさせ、この電圧(Vref+Δv)をコンパレ
ータ43の非反転入力とし、電圧(Vref−Δv)をコ
ンパレータ44の反転入力としている。また、積分回路
8からの積分電圧は、コンパレータ43の反転入力とコ
ンパレータ44の非反転入力となり、これにより、(V
ref−Δv)≦積分電圧≦(Vref+Δv)のとき、端子
28に“H”の電圧が生ずる。 【0055】この電圧は端子28からの図1のクロック
パルス発生器24に供給される。この電圧が“H”のと
きには、クロックパルス発生器24は非作動状態とな
り、これにより、アップダウンカウンタ10,11のカ
ウント値はそのまま保持され、ホワイトバランスの収束
状態では利得制御電圧が一定に保持される。積分電圧が
ref ±Δvの範囲外になると、端子28の電圧は
“L”となり、クロックパルス発生器24は作動開始し
てホワイトバランスの自動調整が行なわれる。 【0056】色差信号R−Yに対しても同様であること
はいうまでもない。 【0057】図10は本発明によるカラービデオカメラ
のさらに他の実施例を示す要部ブロック図であって、4
5は低照度検出回路、46は基準電圧源、47はコンパ
レータ、48は入力端子であり、図1に対応する部分に
は同一符号をつけている。 【0058】図1に示した実施例では、極めて低照度領
域、従って、S/Nの悪い状態下では、雑音のため、色
差信号の積分電圧と基準電圧と比較するコンパレータ
6,7が誤判断を起こし、異常なホワイトバランス状態
に保持する。しかる後、誤判断を生じない程度の照度に
撮像状況が連続的に変化したとき、その過程において、
撮像画像に異常な色変化を生じることがある。 【0059】図10に示すこの実施例は、これを改善す
るため、低照度検出回路45を設置したものである。 【0060】即ち、基準電圧源46の所定の設定電圧V
Sと入力端子48に入力する輝度信号をコンパレータ4
7でレベル比較し、輝度信号が所定の電圧(低照度)に
なったことを検出し、例えば、設定電圧VSより輝度信
号レベルが低くなると、このコンパレータ47の出力は
“H”となり、この出力電圧を図1に示す端子28に入
力してクロックパルス発生器24を停止させ、直前の撮
像状況におけるホワイトバランス状況を保持するように
して上記過度時における異常現象を改善したものであ
る。 【0061】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮像素子から得られる色信号を用いて常時ホワイトバラ
ンスの自動調整を行なうことができるから、ホワイトバ
ランス調整のための操作が簡略化できるし、色温度検出
のためのセンサなどの専用の手段が不要となって構成の
簡素化、コストの低減を達成でき、また、白色被写体を
撮像して精度の高いホワイトバランスの調整も行なうこ
とができる。
Detailed Description of the Invention [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a color video camera.
In particular, the present invention relates to the white balance device. [0002] 2. Description of the Related Art In a color video camera, the subject
In order to prevent deterioration of color reproducibility due to the color temperature of
It balance device is provided. This white rose
The sensing device detects the color temperature of the subject and measures the color temperature
To ensure that the white subject is reproduced correctly in white.
Amplitude of red (R) and blue (B) signals obtained from the image element
The color temperature of the subject is detected by
Different types of white balance devices have already been proposed
It One of them is a method called an external light metering method.
, Which is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-578.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 85 (hereinafter, referred to as known example 1
Equipped with a color temperature detection circuit using an external light metering sensor
The color signal in response to the control signal obtained from the output signal.
Use of the red (R) and blue (B) signal circuits of the Deo camera
It is to adjust the profit. This method is continuous during shooting
The color temperature of the illuminating light that changes to
Since the lance can be automatically adjusted, the video camera
Makes it extremely easy to operate. The other one has a different principle from this.
So, for example, "National Technical Report" Vo
L.28, No.2 (Apr.1982) pp.151-155
By Shoji Nishikawa of "Video camera automatic white rose
"System" (hereinafter, known example 2)
And Hitachi consumer IC data book Sho 59.2, pp. 1
25-128 "HA11777MP" (hereinafter, known example 3
That is) disclosed. These adopt a system called internal light metering system.
Which was used in a color video camera,
If the color difference signal is zero when shooting a white subject,
Based on being in a well-balanced state
It is a spider. Therefore, this method shoots a white subject
Then, the color difference signal at this time is detected, and based on this detection signal
R signal of the color video camera by the control signal obtained in
The color difference signal is automatically controlled by controlling the gain of the signal circuit and B signal circuit.
Form a negative feedback loop so that the signal becomes zero, and in a pure circuit
It is composed. According to this method, as in the known example 1, the external light is measured.
No need to illuminate, as shown in known examples 2 and 3
Can be realized with one dedicated IC and some peripheral parts
It is a small and inexpensive system, and
Since a feedback loop is formed in the
The white balance is adjusted. [0007] By the way, the above-mentioned known examples
The technique described in No. 1 uses an illumination light that changes continuously during shooting.
Automatically adjusts the white balance at all times by following the color temperature.
It is possible to use the above external light metering sensor.
For low dynamic range and high illuminance due to the limited dynamic range
That the white balance cannot be adjusted accurately in the area
The problem, the shooting range seen by the lens and the range seen by the sensor
There is a problem that there are shooting situations with different color temperatures.
It was In addition, an automatic white rose including an external light metering sensor
Device, cost reduction and miniaturization of color video camera
Is hindering The method disclosed in the above-mentioned publicly known examples 2 and 3
In, the IC is a control voltage generator of the gain control circuit.
Up and down with the functions of a memory circuit
Digital signal processing is performed using a counter
However, there is a feature. That is, it is described in the known example 2.
First, image the white subject and move the negative feedback loop.
When you make it, white balance is automatically achieved
(Color difference signal becomes zero level), and then the negative feedback loop
By turning it off, the white balance is maintained.
You can hold and take an image. However, from this point of view,
Outside or various ambient light such as early morning, evening twilight, clear sky, cloudy sky
Depending on the state of the
And, although it is mechanical, when you set the white balance
The above-mentioned preparatory operation is required, and like the device of the known example 1,
Following the color temperature of the illumination light that changes continuously during imaging,
You can always say that the white balance is automatically adjusted.
However, it hinders the operability of the color video camera. The object of the present invention is to solve the above problems,
Internal light metering keeps the haze constant without disturbing operability.
White roses that can maintain balance
To provide a color video camera equipped with
is there. [0011] [Means for Solving the Problems] To achieve the above object
According to the present invention, the first and second primary colors obtained from the image sensor are
Of the first and second variable gain circuits which respectively control the gain of the signal
A color temperature signal is generated from the output signal, and the color temperature
The color difference signal is used as the signal and
Is the average value obtained by integrating every multiple field period
Color temperature detection that constantly detects color temperature information by comparing with a reference value
Output means and the first and the first based on the detected color temperature information.
Controlled by control means for controlling the gain of the second variable gain circuit
Form a loop and let the control loop follow the change in color temperature
If you move it tightly, it will change continuously during shooting.
Automatically adjusts the white balance by following the color temperature of the light source
adjust. [0012] [Function] When the white balance is maintained, the subject
Not only when it's white, but when it's not white,
For most subjects, even one field period
Is the average (integral) value of the color difference signal in multiple field periods
Has been found to be at or near zero.
The present invention has been made by paying attention to this point.
Signals every 1 field period or multiple field periods
The control voltage is obtained based on the integrated voltage obtained by integrating
Control voltage to control the gain of R signal circuit and B signal circuit.
The chromaticity of the illumination light and the subject that change continuously during imaging
Follow the pattern contents of so that the integrated voltage becomes zero.
It is a thing. Even with this control, the color temperature of the illumination light
The white balance state is left depending on the subject and the picture content of the subject.
It was confirmed that it was not so affected and did not cause any problems in practical use.
It was [0013] Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
It FIG. 1 shows an embodiment of a color video camera according to the present invention.
2 is an input terminal, and 3 and 4 are block diagrams showing
Integrator circuit, 5 is an input terminal, 6 and 7 are comparators, 8 and
9 is an up / down switching circuit, 10 and 11 are up / down
Counters 12 and 13 are digital / analog (D / A)
Converters, 14 and 15 are output terminals, 16 is a reset circuit,
17 and 18 are input terminals, 19 is start / stop control
Circuits, 20 and 21 are convergence detection circuits, 22 is AND gate
23, stop control circuit, 24 clock pulse generation
Living device, 25 is a start delay circuit, 26 to 29 are input terminals
Is. In a color video camera, the
The obtained color signals B and R are processed by the variable gain circuit,
The low-frequency component of the generated luminance signal (hereinafter referred to as the luminance signal
Y)) and the color difference signals BY and RY are subtracted.
It is formed. These color difference signals BY and RY are
In order to form the control signals for balancing,
It is clamped at a quasi level and the sampling pulse of a predetermined cycle
Sampled by Obtained by processing in this way
The obtained color difference signal BY is applied to the input terminal 1 in FIG.
The color difference signal RY is also supplied to the input terminal 2.
Be done. The color difference signal BY has a time constant of 1 field.
Integrate with the integration circuit 3 that is set during the integral multiple period
The integrated voltage V of the color difference signal BYBYTo form. color
The difference signal RY is also integrated by the same integrating circuit 4 to obtain an integrated voltage.
VRYIs formed. Integrated voltage VBYTo the comparator 6
The reference voltage V supplied from the input terminal 5refCompared to
It Comparator 6 is VBY≧ Vref"L" when
(Low level), VBY<Vref"H" (high level
Output circuit that generates an output voltage
Supply to 8. Similarly, the integrated voltage is
VRYAnd reference voltage VrefIs compared with VRY≧ Vref of
Sometimes "L", VRY<VrefOutput that becomes "H" when
A voltage is formed and supplied to the up / down switching circuit 9.
It The up / down switching circuits 8 and 9 are star
Clock pulse generator 24 of start / stop control circuit 19
Is supplied from 1 field or the cycle of integral multiple
For each clock pulse φ
The level of pressure is judged, and 5-6 depending on the judgment result.
Bit up / down counters 10 and 11 are counted up.
Set to count mode or down count mode.
These up / down counters 10 and 11 are set
Up-counts the clock pulse φ according to the mode
To count down. Counting up / down counters 10 and 11
Values are converted into analog signals by the D / A converters 12 and 13, respectively.
The gain control voltage from the output terminals 14 and 15
It is supplied to the above-mentioned variable gain circuit (not shown). In this way, negative feedback is made for each of the color signals B and R.
A control loop is configured, and a reference voltage Vref
Is set appropriately, the integrated value VBY, VRYIs zero
The gain of the variable gain circuit is set so that it becomes almost zero.
Controlled. On the other hand, the start / stop control circuit 19
In addition, the level determination result of the up / down switching circuit 8
Is supplied to the convergence detection circuit 20, and also up / down
The level determination result of the switching circuit 9 is supplied to the convergence detection circuit 21.
To be done. These convergence detection circuits 20 and 21
The level is inverted every clock pulse φ, and the number of inversions is
When it continues for a preset number of times, "H" is detected
Output a signal. This means that the integrated value VBY, VRYIs zero
Or it means almost zero. The detection signals from the convergence detection circuits 20 and 21 are
Both are supplied to AND gate 22, but both are "H"
And the mode switching signal M from the input terminal 26
When "H", the output terminal of the AND gate 22 is
It becomes “H” (white balance converges in this state)
This causes the stop control circuit 23 to stop.
Generates a control signal and operates the clock pulse generator 24.
To stop. When the mode switching signal M is "L", the
Irrespective of the output levels of the bundle detection circuits 20 and 21,
The output level of the gate 22 is "L", and therefore the clock level is
The clock pulse generator 24 constantly generates the clock pulse φ.
It The mode switching signal M is always a white balun.
Adjustment or adjust the white balance when needed.
This is to select whether or not to adjust the lance.
In the case, it is set to "L", and in the latter case, it is set to "H". Now, set the mode switching signal M to "L".
In this case, as is clear from the above explanation,
The output level of the port 22 is always "L", and the clock
Since the loose generator 24 operates all the time, up / down
The exchange circuits 8 and 9 and the up / down counters 10 and 11 are always
It operates and the gain control voltage is always output from the output terminals 14 and 15.
I will be forced. Therefore, the color temperature of the subject and the contents of the pattern change.
However, following this, the white balance is automatically adjusted.
Is performed. A milky white that diffuses light as in the above-mentioned known example 3.
Do not adjust the white balance using the optical filter of
However, white balance can be achieved when necessary using a white subject.
The level of the mode switching signal M when adjusting
Set to "H". The convergence detection circuits 20 and 21 enable integration
Pressure VBY, VRYIs detected to be zero or nearly zero.
Then, the output level of the AND gate 22 becomes "H".
The clock pulse generator 24 stops operating. this
The up / down counters 10 and 11 are
Holds the counter values and keeps them constant according to these count values
Variable gain of the color signals B and R by the level gain control voltage
The gain of the circuit is kept constant. As described above, a milky white optical filter is used.
The white balance switch (not shown)
Start the white balance adjustment, but at this time,
When this optical filter is inserted in the optical path of the optical system,
At the same time, the mode switching signal M becomes "H". Also, why
Input the pulse generated by operating the balance switch
It is supplied from the terminal 29 to the start delay circuit 25.
The start control signal is delayed by about 0.25 seconds.
Supplied to the generator 24. This allows the clock pulse
The pulse generator 24 starts generating the clock pulse φ. The start delay circuit 25 has a milky white color.
At the moment the optical filter is inserted in the optical path of the optical system
This is to prevent the influence of mechanical vibration. In this way, the white balance switch
By operating, similar to the above-mentioned known example 3, milky white light
It is also possible to adjust the white balance using an optical filter.
It From the input terminal 27 to the clock pulse generator 2
4 is applied with a drive voltage, and the input terminal 28 is
As described later, a voltage is applied and a clock pulse is generated.
The device 24 is forcibly stopped. The reset circuit 16 is a color video
The mode is turned off when the camera is turned on or the mode switching signal M
Prevents abnormal image quality such as hue change of the reproduced image during conversion
Backup to the input terminal 17
A reset pulse is input from the input terminal 18 as the voltage is applied.
Mode switching signal M supplied from the input terminal 26
Detects the level inversion of. With this reset circuit 16,
The gain control voltage obtained at the output terminals 14 and 15 is intermediate
The up / down counters 10 and 11 are reset so that they take a value.
Set. As described above, according to this embodiment,
For example, there is a constant automatic white balance adjustment system.
Or a white subject is imaged, the negative feedback loop is activated, and
Dynamically balance the white balance, then
Select one of the two systems to hold
White roses that are inexpensive and highly versatile, such as can be used in combination
Can be realized. However, in this embodiment, as described above,
On the other hand, when a picture such as one color of red or one color of blue is picked up,
When the weight balance operation is performed, such a pattern is
There is a problem that the balance of the balance is greatly lost. This problem will be described below. Color television cameras are generally 3
Accurate color of an object illuminated at a color temperature of 200 ° K
Basically adjusted to be reproduced. That is, the color temperature
A white subject should be reproduced white at 3200 ° K (immediately
Then, so that the color difference signal becomes zero), the level of the color signals B and R is
Adjust the The levels of the color signals B and R at this time are shown in FIG.
As shown in (a), when it is set to 0 dB, the color temperature changes.
No white level rose as shown in the figure.
I'm crushed. Generally, the color temperature is approximately 2000 ° K to 10
It is necessary to consider 000 ° K. Therefore, as shown in FIG.
As shown in, the maximum gain control is ± 7 to ± 9 dB or more.
Adjustable white gain adjustment by installing a variable gain circuit
The possible range is taken according to a wide range of color temperature changes. Therefore, in FIG. 1, D / A conversion is performed.
The output voltage of the output devices 12 and 13 directly to the control voltage of the variable gain circuit
As shown in FIG. 3, the D / A converter cannot
The output voltage of 12 and 13 is converted by the voltage conversion circuit 30,
Use of the variable gain circuits 31 and 32 for the signals B and R as described above.
The control voltage is obtained. FIG. 4 shows the D / A converter 1 in FIG.
2 and the specific circuit configuration of the voltage conversion circuit 30.
is there. On the other hand, the amount of carrier (carrier color signal) leakage
Depending on the degree of
This amount of leakage is in a white-balanced state.
Are very few. Usually 60-80 mV
PPIf the following, the reproduced image for a white subject is white.
It is felt as a color. Now, an NTSC color video camera
At a white object at 3200 ° K
Balance and then adjust the white balance.
Measures the amount of carrier leakage for each color temperature when there is no light
Then, it becomes as shown by the solid line D in FIG. to this
On the other hand, the solid line A indicates the mode switching signal in the above embodiment.
Set M to "L" to set the automatic white balance adjustment mode.
It shows the amount of carrier leakage when the
Good white balance for various color temperatures
I understand. By the way, in the above embodiment, the description will be given first.
As described above, the variable gain circuit for the color signals B and R has a wide range.
Gain control is possible across the subject, so the subject is a special picture
In the case of the pattern content, for example, a single color of red, the integrating circuit 4
Integrated voltage V obtained from (FIG. 1)RYIs very different from zero
In reality, the white balance is
However, this integrated voltage VRY Output terminal so that
A gain control voltage occurs at 15 (FIG. 1). As a result,
The balance of the balance is lost. The solid line A in FIG. 5 (b) is red with a constant color temperature.
The subject of one color is targeted for imaging, and the automatic white
When performing balance adjustment,
Shows the amount of carrier leakage according to the difference in the area ratio of the object
And the proportion of the area of this red subject is large
How much transport should be obtained when white balance is achieved
The amount of attenuation with respect to the color signal level (0 dB) increases.
I understand. This means that the saturation of the red part of the playback screen is
It means that it decreases greatly with the shadow area. According to the experiment, the drawback of such image quality deterioration is
For example, as shown by broken line B or broken line C in FIG.
Attenuation of carrier color signal level that increases with product expansion
Is reduced by about 4 to 6 dB, and the visual image is improved.
It was found that the quality improvement effect was extremely large. in this case,
If a white subject is photographed, the broken lines B and C in FIG.
Characteristics, and the accuracy of white balance is slightly reduced.
However, it can be supplied practically and is automated without any inconvenience.
Can be realized. The characteristics shown by the broken lines B and C in FIG.
The negative feedback control loop that limits the gain control range.
Can be achieved by reducing the loop gain of
Wear. FIG. 6 shows the color according to the present invention in view of the above point.
FIG. 13 is a block diagram of a main part showing another embodiment of a video camera.
35 is a voltage conversion circuit, which corresponds to FIG. 1 and FIG.
The same reference numerals are given to the parts to be omitted and duplicate explanations are omitted.
It In this embodiment, in addition to the voltage conversion circuit 30,
A voltage conversion circuit 35 is provided and the combined conversion characteristics of these are used.
For example, as shown in FIG. 2B, the output terminals 33,
The range of the gain control voltage obtained in 34 is limited to the α region.
It is a thing. In the case of limitation as shown in this figure, the variable profit
The gain controllable range of the acquisition circuits 31 and 32 (FIG. 3) is ±
It is about 4.5 dB.
That the counters 10 and 11 overflowed
And the gain control range of the variable gain circuits 31 and 32 is limited.
To be done. According to this embodiment, as shown in FIGS.
In addition, the operating characteristics shown by the broken line B are obtained. The voltage conversion circuit 35 is as shown in the figure.
And a resistor R connected in series between the power supply terminal and the ground terminal.
10, R11 and resistors R12, R which are also connected in series
13 and the connection point of resistors R10 and R11
The connection point of the resistors R12 and R13 is connected to the output terminal 15 of the child 14.
It has a simple configuration of connecting to each. Of course
However, instead of providing the voltage conversion circuits 30 and 35 separately,
One voltage conversion circuit having characteristics equal to their combined conversion characteristics
May be used. FIG. 7 shows a color video camera according to the present invention.
It is a principal part block diagram which shows another Example, Comprising:
Reference numerals 6 and 37 are switches, and the parts corresponding to FIG.
A single reference numeral is given and duplicate description is omitted. In this embodiment, the switches 36 and 37 are interlocked.
It operates by turning on and off as needed.
The white balun by connecting and disconnecting the voltage conversion circuit 35.
This is to increase the degree of freedom in operating the operation. That is, the automatic white balance adjustment is always performed.
To do so, turn on the switches 36 and 37,
As in the embodiment shown in FIG. 6, gain control of a variable gain circuit
Limit the range. On the other hand, the accuracy of white balance is maximized
Switch 36, 37 to the off state
To capture an image of a white subject, and select the mode switching signal M (Fig.
By setting 1) to "H", the charge according to the change in color temperature can be
Try to secure a sufficient gain control amount. FIG. 8 shows a color video camera according to the present invention.
38 is a block diagram of a main part showing still another embodiment, in which 38 is
The waveform processing circuit 39 is an output terminal, and corresponds to FIG.
The parts are given the same reference numerals. The embodiment shown in FIG. 6 and FIG.
D / A converter 1 for automatic adjustment of balance
By limiting the output voltage of 2 and 13,
Although the gain control range of the paths 31 and 32 (Fig. 3) is limited,
In this embodiment shown in FIG. 8, the color difference signal B− from the input terminal 1 is
The amplitude of Y is centered on the clamp potential in the waveform processing circuit 38.
Voltage range VthYou can get the same effect by limiting it to
It is a scam. The same applies to the color difference signal RY.
This reduces the loop gain of the negative feedback loop.
As shown in FIG.
The characteristic indicated by the broken line C in (b) is obtained. The waveform processing circuit 38 shifts the color difference signals.
It could be something like a gradual compression of the width,
When capturing the subject and setting the white balance
Needless to say, will be inactive. FIG. 9 shows a color video camera according to the present invention.
4 is a block diagram showing a main part of still another embodiment,
0 is a voltage range detection circuit, 41 is a reference voltage source, and 42 is a current
Sources 43 and 44 are comparators, corresponding to FIG.
The parts are given the same reference numerals. In FIG. 1, constant white balance
Is automatically digitally adjusted. For this,
Convergence state where the integrated voltage of the color difference signal is zero or almost zero
In this state, the AND gate 22 does not work.
Integration voltage and reference voltage VrefA comparator that compares with
The levels of the outputs of 6 and 7 are inverted every clock pulse φ.
As a result, the countdown of the up / down counters 10 and 11
Value also changes with each clock pulse φ and the gain control voltage changes.
And periodic color flicker occurs on the playback screen. This embodiment shown in FIG. 9 has such a problem.
It is to be resolved, and in the convergence state of white balance
Indicates that the average level of the color difference signal is the reference potential V of this color difference signal.
ref(Clamp level, usually zero level)
The difference between the two is within the predetermined voltage range Δv.
, The white balance is determined to have converged and the
The lock pulse generator 24 is stopped. That is, in this embodiment, the reference voltage Vrefof
Reference voltage source 41, resistors R14 and R15, current source 42, and
Voltage range detection circuit 40 including comparators 43 and 44
Are provided, and the resistors R14 and R15 and the current source 42 are provided.
Are connected in series in order and reference is made to the connection point of resistors R14 and R15.
Reference voltage V from voltage source 41refBy applying
At the end p of the resistor R14, the voltage (Vref+ Δv) to the resistance R
At the connection point q between 15 and the current source 42, the voltage (Vref-Δv)
Respectively, and this voltage (VrefComparing + Δv)
Data input to the non-inverting input ofref-Δv)
It is used as the inverted input of the comparator 44. Also, the integration circuit
The integrated voltage from 8 and the inverting input of comparator 43
It becomes the non-inverting input of the comparator 44, which causes (V
ref−Δv) ≦ integral voltage ≦ (Vref+ Δv), the terminal
A voltage of "H" is generated at 28. This voltage is the clock of FIG.
It is supplied to the pulse generator 24. When this voltage is "H"
The clock pulse generator 24 is inactive.
As a result, the power of the up / down counters 10 and 11 is
Unt value is kept as it is, white balance is converged
In the state, the gain control voltage is kept constant. Integral voltage is
Vref When the voltage is out of the range of ± Δv, the voltage of the terminal 28 becomes
It becomes “L” and the clock pulse generator 24 starts to operate.
White balance is automatically adjusted. The same applies to the color difference signal R-Y.
Needless to say. FIG. 10 shows a color video camera according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a main part showing still another embodiment of FIG.
5 is a low illuminance detection circuit, 46 is a reference voltage source, and 47 is a comparator.
1 and 48 are input terminals.
Are given the same symbols. In the embodiment shown in FIG. 1, extremely low illuminance
In the range, and therefore under poor S / N, noise causes
Comparator that compares the integrated voltage of the difference signal with the reference voltage
6 and 7 cause wrong judgment and abnormal white balance
Hold on. After that, set the illuminance to a level that will not cause misjudgment.
When the imaging situation changes continuously, in the process,
An abnormal color change may occur in the captured image. This embodiment, shown in FIG. 10, improves upon this.
Therefore, the low illuminance detection circuit 45 is installed. That is, a predetermined set voltage V of the reference voltage source 46
SAnd the brightness signal input to the input terminal 48 to the comparator 4
The levels are compared in step 7 and the luminance signal becomes a predetermined voltage (low illuminance).
It is detected that the set voltage VSMore brightness
When the signal level becomes low, the output of this comparator 47 becomes
It becomes "H", and this output voltage is input to the terminal 28 shown in FIG.
Force to stop the clock pulse generator 24,
To maintain the white balance situation in the image situation
To improve the abnormal phenomenon in the transient time.
It [0061] As described above, according to the present invention,
Uses color signals obtained from the image sensor to constantly separate white
The white balance can be adjusted automatically.
The operation for adjusting the lance can be simplified and the color temperature can be detected.
A dedicated means such as a sensor for
You can achieve simplification, cost reduction, and
You can also take a picture and adjust the white balance with high accuracy.
You can

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明によるカラービデオカメラの一実施例を
示すブロック図である。 【図2】色温度に対するホワイトバランスのずれ特性と
色信号可変利得回路の特性を示す図である。 【図3】図1に示した実施例での利得制御電圧の生成手
段を示すブロック図である。 【図4】図3におけるアナログ/ディジタル変換器と電
圧変換回路の一具体例を示す回路図である。 【図5】本発明によるホワイトバランス調整の特性図で
ある。 【図6】本発明によるカラービデオカメラの他の実施例
を示す要部ブロック図である。 【図7】本発明によるカラービデオカメラのさらに他の
実施例を示す要部ブロック図である。 【図8】本発明によるカラービデオカメラのさらに他の
実施例を示す要部ブロック図である。 【図9】本発明によるカラービデオカメラのさらに他の
実施例を示す要部ブロック図である。 【図10】本発明によるカラービデオカメラのさらに他
の実施例を示す要部ブロック図である。 【符号の説明】 3,4 積分回路 6,7 コンパレータ 8,9 アップ/ダウン切換回路 10,11 アップダウンカウンタ 12,13 ディジタル/アナログ変換器 19 スタート/ストップ制御回路 20,21 収束検知回路 22 アンドゲート 23 ストップ制御回路 24 クロックパルス発生器 25 スタート遅延回路 26 モード切換信号の入力端子 30,35 電圧変換回路 36,37 スイッチ 38 波形処理回路 40 電圧範囲検出回路 45 低照度検出回路 48 輝度信号の入力端子
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a color video camera according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a white balance shift characteristic with respect to color temperature and a characteristic of a color signal variable gain circuit. 3 is a block diagram showing a means for generating a gain control voltage in the embodiment shown in FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of an analog / digital converter and a voltage conversion circuit in FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram of white balance adjustment according to the present invention. FIG. 6 is a block diagram of main parts showing another embodiment of the color video camera according to the present invention. FIG. 7 is a principal block diagram showing still another embodiment of the color video camera according to the present invention. FIG. 8 is a principal block diagram showing still another embodiment of the color video camera according to the present invention. FIG. 9 is a principal block diagram showing still another embodiment of the color video camera according to the present invention. FIG. 10 is a principal block diagram showing still another embodiment of the color video camera according to the present invention. [Explanation of Codes] 3,4 Integration circuit 6,7 Comparator 8,9 Up / down switching circuit 10,11 Up / down counter 12,13 Digital / analog converter 19 Start / stop control circuit 20,21 Convergence detection circuit 22 AND Gate 23 Stop control circuit 24 Clock pulse generator 25 Start delay circuit 26 Mode switching signal input terminals 30, 35 Voltage conversion circuit 36, 37 Switch 38 Waveform processing circuit 40 Voltage range detection circuit 45 Low illuminance detection circuit 48 Luminance signal input Terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 美智雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Michio Masuda             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Ceremony Company Home Appliance Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.撮像素子から得られる第1,第2の原色信号の利得
を夫々制御する第1,第2の可変利得回路を有し、該第
1,第2の可変利得回路の出力信号から色温度信号を生
成するようにしたカラービデオカメラにおいて、 該色温度信号の一定期間毎の平均値により色温度情報を
常時検出する色温度検出手段と、検出された該色温度情
報に基づいて該第1,第2の可変利得回路の利得を制御
する制御手段とからなる制御ループを設けて、該制御ル
ープを色温度の変化に追従せしめて動作させることによ
り、撮影中に連続して変化する光源の色温度に逐次追従
してホワイトバランスを自動調整し、 該色温度検出手段は、輝度信号と赤信号,青信号の原色
信号を夫々演算して得られる色差信号を1フィールド期
間もしくは複数フィールド期間毎に積分して得た平均値
と所定の基準値とを比較増幅回路で比較することによっ
て色温度情報を検出し、 該制御手段は、該検出信号を該第1,第2の可変利得回
路の利得を制御するための制御信号に変換する制御信号
生成回路であることを特徴とするカラービデオカメラ。 2.特許請求の範囲第1項において、 前記比較増幅回路は、入力された信号のレベル関係に応
じて2値信号を発生し、 前記制御信号生成回路は、該
2値信号に対応してアップカウントモードまたはダウン
カウントモードに設定されるアップダウンカウンタと、
常時連続的に発生するクロックパルスをカウントクロッ
クパルスとして該アップダウンカウンタに供給するクロ
ックパルス発生回路と、該アップダウンカウンタのカウ
ント値を所望の範囲の直流制御電圧に変換する電圧変換
回路とで構成され、 撮影中常時連続的に前記制御ループを閉成せしめて動作
させることを特徴とするカラービデオカメラ。 3.特許請求の範囲第1項において、 前記比較増幅回路は、入力された信号のレベル関係に応
じて2値信号を発生し、 前記制御信号生成回路は、該
2値信号に対応してアップカウントモードまたはダウン
カウントモードに設定されるアップダウンカウンタと、
発生するクロックパルスをカウントクロックパルスとし
て該アップダウンカウンタに供給するクロックパルス発
生回路と、該アップダウンカウンタへの該カウントクロ
ックパルスの供給を制御するスタート/ストップ制御回
路と、該アップダウンカウンタのカウント値を所望の範
囲の直流制御電圧に変換する電圧変換回路とで構成され
たことを特徴とするカラービデオカメラ。 4.特許請求の範囲第2項または第3項において、 前記電圧変換回路は、前記アップダウンカウンタのカウ
ント値をアナログ電圧に変換するディジタル/アナログ
変換回路と、該アナログ電圧の振幅変化範囲を設定する
振幅範囲設定手段とを含むことを特徴とするカラービデ
オカメラ。 5.特許請求の範囲第2項または第3項において、 前記色温度検出手段による前記色差信号の積分値を検出
する検出手段を有し、 検出された該積分値が予め定められた範囲内にあると
き、前記アップダウンカウンタへの前記カウントクロッ
クパルスの供給を停止することにより、前記制御ループ
を開成し、 検出された該積分値が該予め定められた範囲外になる
と、前記アップダウンカウンタに前記カウントクロック
パルスが再び供給されて前記制御ループを再閉成するこ
とを特徴とするカラービデオカメラ。 6.特許請求の範囲第2項または第3項において、 前記アップダウンカウンタのアップ/ダウンの連続反転
回数を判定してホワイトバランスの収束状態を検知する
収束状態検知回路と、 第1,第2の動作モードの切替えのための機能モード切
替信号を発生する機能モード切替手段と、 該機能モード切替信号と該収束状態検知回路の検知出力
信号とが供給される論理ゲート回路と、 該検知出力信号が該論理ゲート回路を通過して供給され
たとき、前記クロックパルス発生回路からの前記クロッ
クパルスの発生を停止させるスタート/ストップ回路と
を備え、 該第1の動作モードでは、前記クロックパルス発生回路
からの前記クロックパルスを常時発生させることによ
り、前記制御ループを常時閉成せしめてホワイトバラン
ス調整を行ない、 該第2の動作モードでは、該収束状態検知回路によるホ
ワイトバランスの収束の検知とともに、その検知出力信
号が該論理ゲート回路を通して供給される該スタート/
ストップ回路によって前記クロックパルス発生回路から
の前記クロックパルスの発生を停止させ、停止直前のホ
ワイトバランス状態を前記アップダウンカウンタにより
保持することを特徴とするカラービデオカメラ。 7.特許請求の範囲第2項または第3項において、 前記電圧変換回路は、前記可変利得回路の制御可能な最
大利得制御量よりも少くない制御量に制限された制御電
圧を発生することを特徴とするカラービデオカメラ。 8.特許請求の範囲第6項において、 前記電圧変換回路は、前記第1の動作モード時、前記可
変利得回路の制御可能な最大利得制御量よりも少ない制
御量に制限された制御電圧を発生し、前記第2の動作モ
ード時、前記可変利得回路の制御可能な最大利得制御量
以内の制御電圧を発生することを特徴とするカラービデ
オカメラ。 9.特許請求の範囲第1項において、 前記制御ループの制御量を制限するために、前記色温度
信号の振幅を制限する波形処理回路を有することを特徴
とするカラービデオカメラ。
[Claims] 1. It has first and second variable gain circuits for respectively controlling the gains of the first and second primary color signals obtained from the image sensor, and outputs the color temperature signal from the output signals of the first and second variable gain circuits. In the color video camera configured to generate, color temperature detecting means for constantly detecting color temperature information by an average value of the color temperature signal for each constant period, and the first and first color temperature information detecting means based on the detected color temperature information. By providing a control loop consisting of the control means for controlling the gain of the variable gain circuit No. 2 and operating the control loop so as to follow the change in the color temperature, the color temperature of the light source continuously changing during photographing. The color temperature detection means integrates the color difference signals obtained by calculating the luminance signal and the primary color signals of the red signal and the blue signal respectively for each one field period or every plural field periods. hand The color temperature information is detected by comparing the average value and a predetermined reference value with a comparison and amplification circuit, and the control means controls the detection signal to control the gain of the first and second variable gain circuits. A color video camera, which is a control signal generation circuit for converting into a control signal of. 2. The first aspect of the invention is that the comparison amplifier circuit generates a binary signal according to a level relationship of an input signal, and the control signal generation circuit responds to the binary signal in an up-count mode. Or an up / down counter set to down count mode,
A clock pulse generation circuit that supplies a clock pulse that is continuously generated at all times to the up / down counter as a count clock pulse, and a voltage conversion circuit that converts the count value of the up / down counter into a DC control voltage in a desired range. The color video camera is characterized in that the control loop is continuously closed to operate during shooting. 3. The first aspect of the invention is that the comparison amplifier circuit generates a binary signal according to a level relationship of an input signal, and the control signal generation circuit responds to the binary signal in an up-count mode. Or an up / down counter set to down count mode,
A clock pulse generation circuit that supplies the generated clock pulse as a count clock pulse to the up / down counter, a start / stop control circuit that controls the supply of the count clock pulse to the up / down counter, and a count of the up / down counter. A color video camera comprising a voltage conversion circuit for converting a value into a DC control voltage in a desired range. 4. The voltage conversion circuit according to claim 2 or 3, wherein the voltage conversion circuit converts a count value of the up / down counter into an analog voltage, and an amplitude setting range of the amplitude of the analog voltage. A color video camera comprising a range setting means. 5. In Claim 2 or 3, the color temperature detecting means has a detecting means for detecting an integrated value of the color difference signal, and the detected integrated value is within a predetermined range. , The control loop is opened by stopping the supply of the count clock pulse to the up / down counter, and when the detected integral value is out of the predetermined range, the up / down counter is caused to count. A color video camera, characterized in that a clock pulse is reapplied to re-close the control loop. 6. A convergence state detection circuit for detecting a white balance convergence state by determining the number of consecutive up / down inversions of the up / down counter according to claim 2 or 3, and first and second operations. A function mode switching means for generating a function mode switching signal for mode switching, a logic gate circuit to which the function mode switching signal and the detection output signal of the convergence state detection circuit are supplied, and the detection output signal is A start / stop circuit for stopping the generation of the clock pulse from the clock pulse generation circuit when supplied through the logic gate circuit, and in the first operation mode, By constantly generating the clock pulse, the control loop is always closed to perform white balance adjustment. In the operation mode, the start with the detection of the convergence of the white balance due to the convergence state detection circuit, which is the detection output signal is supplied through the logic gate circuit /
A color video camera characterized in that the stop circuit stops the generation of the clock pulse from the clock pulse generation circuit, and the up / down counter holds the white balance state immediately before the stop. 7. In Claim 2 or Claim 3, The said voltage conversion circuit produces | generates the control voltage limited to the control amount which is not less than the controllable maximum gain control amount of the said variable gain circuit, It is characterized by the above-mentioned. A color video camera. 8. The claim 6 WHEREIN: The said voltage conversion circuit generate | occur | produces the control voltage limited to the control amount smaller than the controllable maximum gain control amount of the said variable gain circuit at the time of the said 1st operation mode, A color video camera, wherein a control voltage within a controllable maximum gain control amount of the variable gain circuit is generated in the second operation mode. 9. The color video camera according to claim 1, further comprising a waveform processing circuit that limits the amplitude of the color temperature signal in order to limit the control amount of the control loop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8144210B2 (en) 2007-06-12 2012-03-27 Elmo Company, Limited White balance adjustment device and white balance adjustment method

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