JP2007006460A - テレビジョンカメラおよびテレビジョンカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】
従来のテレビジョンカメラは、照明条件が変化する環境下でのホワイトバランスの自動調整を行うと、被写体の色なのか、照明の影響によるものなのかをカメラが自動で判別することできない場合があった。
【解決手段】
本発明のテレビジョンカメラは、時計回路と、ホワイトバランス補正回路の補正値と補正値を時計回路から取得した時刻とともに記憶するホワイトバランス記憶回路と、複数の撮像素子から出力する信号レベルを検出するレベル検出回路と、複数の照明灯の波長特性を記憶する照明特性記憶回路と、検出回路で検出した信号レベルと照明特性記憶回路に記憶されている照明灯の波長特性から照明の種類を特定する照明検出回路とを有し、照明検出回路の出力とホワイトバランス記憶回路の出力に基づいてホワイトバランス補正回路の補正値を変更することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、監視用テレビジョンカメラのホワイトバランスに関するもので、特に照明光に応じて自動的にホワイトバランス補正値を変更するものである。

従来のテレビジョンカメラは、被写体から入射される光を色分解プリズムによって入射光を光の３原色である赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）に分解後、３個の撮像素子でそれぞれ光電変換した信号に対しピーク検出、アベレージ検出、エリア分割検出などの検出手段を使用して、被写体の中から白に近い部分の映像を検出し、その映像が白くなるようにＲＧＢ各映像信号処理系の増幅器の増幅率を制御して、ホワイトバランスの自動調整を実現している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−３２７４２１号公報

従来のテレビジョンカメラ装置では、照明条件が変化する環境下でのホワイトバランスの自動調整を行うと、撮影された被写体の色が被写体固有の色なのか、照明の影響によるものなのかをカメラが自動で判別することできない場合があり、この結果、白であるべき被写体が照明の影響で、白とみなされずホワイトバランスが有効に動作しない場合や、逆に色のついた被写体であっても、ホワイトバランスの自動調整により色情報が失われることがある。

本発明の目的は、照明条件が変化した場合でも常に安定した色再現性を実現するものである。

本発明は、撮像レンズからの入射光を少なくとも３色の光に色分解する色分解光学素子と、前記色分解された光をそれぞれ光電変換し各画像信号を出力する複数の撮像素子と、前記３色の各画像信号の信号レベルを同一信号レベルとなるように補正するホワイトバランス補正回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、時刻を発生または取得する時計回路と、前記ホワイトバランス補正回路の補正値と該補正値を前記時計回路から取得した時刻とともに記憶するホワイトバランス記憶回路と、前記複数の撮像素子から出力する各画像信号の信号レベルを検出するレベル検出回路と、複数の照明灯の波長特性を記憶する照明特性記憶回路と、前記検出回路で検出した信号レベルと照明特性記憶回路に記憶されている照明灯の波長特性から照明の種類を特定する照明検出回路とを有し、前記照明検出回路の出力と前記ホワイトバランス記憶回路の出力に基づいて前記ホワイトバランス補正回路の補正値を変更することを特徴とするテレビジョンカメラである。

また、撮像レンズからの入射光を光電変換し少なくとも３色の画像信号を出力する撮像素子と、前記３色の画像信号から赤と緑および青の各画像信号を生成する生成回路と、前記赤と緑および青の各画像信号の信号レベルを同一信号レベルとなるように補正するホワイトバランス補正回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、時刻を発生または取得する時計回路と、前記ホワイトバランス補正回路の補正値と該補正値を前記時計回路から取得した時刻とともに記憶するホワイトバランス記憶回路と、前記複数の撮像素子から出力する赤と緑および青の各画像信号の信号レベルを検出するレベル検出回路と、複数の照明灯の波長特性を記憶する照明特性記憶回路と、前記検出回路で検出した信号レベルと照明特性記憶回路に記憶されている照明灯の波長特性から照明の種類を特定する照明検出回路とを有し、前記照明検出回路の出力と前記ホワイトバランス記憶回路の出力に基づいて前記ホワイトバランス補正回路の補正値を変更することを特徴とするテレビジョンカメラである。

さらに、上記のテレビジョンカメラにおいて、前記カラーテレビジョンカメラは更に旋回用雲台とズーム撮像レンズを備え、前記ホワイトバランス記憶回路は更に前記旋回用雲台の旋回角および仰角と前記ズーム撮像レンズのズーム倍率とともに記憶することを特徴とするテレビジョンカメラシステムである。

さらに、また、上記のテレビジョンカメラにおいて、更に前記撮像素子から出力される前記赤と緑および青の各画像信号を切替える切替器を備え、前記照明検出回路の出力信号により前記切替器を切替えることを特徴とするテレビジョンカメラである。

本発明によれば、昼夜連続監視のテレビジョンカメラにおいて、夜間でも昼間に近い色再現性を実現することができる。

本発明によるテレビジョンカメラの一実施例について図１を用いて説明する。

図１は本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図である。

図１において、１は入射光を結像するためのズーム機構を内蔵したズームレンズ部であり、２はズームレンズ部１から入射した光を映像信号に変換する撮像部である。

撮像部２の内部構成において、１１はズームレンズ部１からの入射光を例えば赤色光と緑色光および青色光の３原色に分解するプリズムであり、１２はプリズム１１で分解された赤色光を撮像するためのＲ−ＣＣＤであり、１３はプリズム１１で分解された緑色光を撮像するためのＧ−ＣＣＤであり、１４はプリズム１１で分解された青色光を撮像するためのＢ−ＣＣＤである。１５、１６、１７はＲ−ＣＣＤ１２とＧ−ＣＣＤ１３およびＢ−ＣＣＤ１４から出力される映像信号から一つの映像信号を選択する切替器である。１８は切替器１５から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ，Amplifier）であり、１９は切替器１６から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ）であり、２０は切替器１７から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ）である。２１はＡＭＰ１８から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（Analog Digital converter）であり、２２はＡＭＰ１９から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であり、２３はＡＭＰ２０から出力される映像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。２４はＡ／Ｄ変換器２１、Ａ／Ｄ変換器２２、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されたＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各デジタル映像信号に色調補正や輪郭強調等の処理を施す映像処理回路である。２５は映像処理部２４から出力される信号を所定の規格に変換して出力する映像出力回路であり、２６は映像出力回路２５から所定の映像信号を出力する接栓である。２７はＲ−ＣＣＤ１２とＧ−ＣＣＤ１３およびＢ−ＣＣＤ１４から出力される映像信号のレベルを検出するレベル検出回路であり、２８はレベル検出回路２７からの出力から入射光の照明の種類を検出する照明検出回路であり、２９は撮像部２の各回路を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）である。３０は撮像部２の各回路の調整値および情報を記憶するメモリである。３１は時刻を発生または取得する時計回路である。３２は映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号の映像信号レベルから白に近い部分の映像を検出して、この白に近い部分の映像が白くなるように、ＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率を変更するための補正信号を出力するホワイトバランス補正回路である。３３は外部機器と接続するための接栓である。ＣＰＵ２９は、ホワイトバランス補正回路３２の補正値を時計回路３１から取得した時刻と共にメモリ３０に記憶させるホワイトバランス記憶制御部２９０と、複数の照明光の波長特性をメモリ３０に記憶させる照明特性記憶制御部２９２を含む。なお、ホワイトバランス記憶制御部２９０と照明特性記憶制御部２９２をＣＰＵ２９とは独立に設けても良い。

次に、本発明の一実施例の動作を図１から図３を用いて説明する。

図２はメモリ３０に記憶するホワイトバランスの補正値を示すメモリマップであり、図３はメモリ３０に記憶する照明特性を示すメモリマップである。図３に示す各照明のデータは予めメモリ３０に記憶しておく。なお、図２と図３に示す内容は、テレビジョンカメラの操作者の指示によってメモリ３０に記憶しても良いし、テレビジョンカメラの稼動中にそれらのデータを自動的に取得してメモリ３０へ記憶させるようにしても良い。必要に応じて、記憶されたデータの任意のものを後で使うことができる。

図１において、入射光の照明が太陽光の場合について説明する。入射光はズームレンズ部１に入射する。ズームレンズ部１は入射光をプリズム１１に入射する。プリズム１１に入射された光は赤色光と緑色光および青色光に分解され、赤色光はＲ−ＣＣＤ１２に、緑色光はＧ−ＣＣＤ１３に、青色光はＢ−ＣＣＤ１４に入射される。Ｒ−ＣＣＤ１２は入射された赤色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｒとして出力する。Ｇ−ＣＣＤ１３は入射された緑色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｇとして出力する。Ｂ−ＣＣＤ１４は入射された青色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｂとして出力する。レベル検出回路２７は入力された映像信号ｒと映像信号ｇおよび映像信号ｂから信号のレベル比率を検出し、検出結果を照明検出回路２８に出力する。照明検出回路２８は、レベル検出回路２７から出力された検出結果と、メモリ３０に記憶されている図３に示す照明特性データをＣＰＵ２９経由で入力したデータとを比較して、入射光の照明が太陽光であることを特定し、特定結果をＣＰＵ２９に出力する。照明検出回路２８は、メモリ３０にレベル検出回路２７の出力結果に該当する照明光のデータがない場合、レベル検出回路２７の出力結果に最も近いデータをメモリ３０から読み出して照明を特定する。ＣＰＵ２９は、照明検出回路２８から出力された照明の特定結果に基づいて切替器１５、切替器１６、切替器１７に選択する映像信号の指示を出力する。照明検出回路２８からの出力が太陽光であるため、ＣＰＵ２９は、通常のホワイトバランス補正を行うため、切替器１５に対して映像信号ｒの選択指示を出し、切替器１６に対して映像信号ｇの選択指示を出し、切替器１７に対して映像信号ｂの選択指示を出す。切替器１５から出力された映像信号Ｒは、ＡＭＰ１８で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１６から出力された映像信号Ｇは、ＡＭＰ１９で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１７から出力された映像信号Ｂは、ＡＭＰ２０で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。映像処理回路２４は、入力された映像信号Ｒと映像信号Ｇおよび映像信号Ｂに色調補正や輪郭強調等の処理を施し、映像出力回路２５とホワイトバランス補正回路３２に出力する。映像出力回路２５は映像処理部２４から出力される信号を所定の規格の映像信号に変換して接栓２６から出力する。ホワイトバランス補正回路３２は、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号の映像信号レベルから白に近い部分の映像を検出して、この白に近い部分の映像が白くなるように、ＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率を変更するための補正信号を出力する。なお、ホワイトバランス補正回路３２の動作は、例えば特開２０００−１３４６３５号公報に記載されているように周知の技術である。上記の「白に近い部分の映像」は、例えば、輝度信号のピーク値の８０から１００％の範囲の映像部分を切り出すことにより抽出するようにしても良い。

テレビジョンカメラの操作者は、ホワイトバランス補正回路３２から出力される補正値をメモリ３０に時刻と共に記憶させるため、図示していない操作器から記憶指示信号を接栓３３に入力する。接栓３３に入力された記憶指示信号はＣＰＵ２９に入力される。ＣＰＵ２９のホワイトバランス記憶制御部２９０は入力された記憶指示信号に従い、時計回路３１から時刻信号をホワイトバランス補正回路３２から補正信号を取得して、メモリ３０に記憶させる。メモリ３０に記憶させる内容の一例を図２に示す。例えば、ＣＰＵ２９は、メモリ３０のアドレス０１にホワイトバランスの補正値を取得した時刻の１月１日０９：００と、ホワイトバランスのＲｃｈ（赤色映像信号系）補正値の１．２、Ｇｃｈ（緑色映像信号系）補正値の１．０、Ｂｃｈ（青色映像信号系）補正値の０．８を記憶させる。月日と時分の時刻情報を記憶させるのは、太陽光の色温度が同じ時分でも季節と天候により異なるため、太陽光の色温度情報を時刻から得るためである。メモリ３０に記憶した様々な取得時刻の補正値は後で必要に応じて読み出して自由に使うことができる。

なお、この実施例では図２に示す内容をテレビジョンカメラの操作者の指示によってメモリ３０に記憶させているが、代替として、テレビジョンカメラの稼動中にＲ，Ｇ，Ｂ各チャンネルの補正値のデータを自動的に取得してメモリ３０へ記憶させるようにしても良い。

次に、夜間、照明が蛍光灯に変わった場合に、撮像部２から出力する映像信号の色合いを昼間の太陽光と同じするための動作について説明する。

テレビジョンカメラの操作者は、撮像部２から出力する映像信号の色合いを昼間の太陽光照明と同じにするため、図示していない操作器から夜間の映像信号の色合いを昼間の太陽光と同じするための指示信号を接栓３３に入力する。接栓３３に入力された指示信号はＣＰＵ２９に入力される。または、照明が蛍光灯に変わったことを検出した照明検出回路２８がＣＰＵ２９に前記指示信号を自動的に入力するようにしても良い。ＣＰＵ２９は入力された指示信号に従い、メモリ３０から例えば記憶してある図２に示すアドレス０２のデータを読み出しホワイトバランス補正回路３２に入力する。アドレス０２のデータは、２月１０日午前１１時に取得したＲｃｈ，Ｇｃｈ，Ｂｃｈの補正値が、それぞれ１．１、１．０、０．９と云うものである。なお、上記代替方法のように、照明が蛍光灯に変わったことを検出した照明検出回路２８がＣＰＵ２９の照明特性記憶制御部２９２に前記指示信号を自動的に入力するように構成すれば、操作者が関与することなく、２４時間にわたり自然な映像信号の色合いで連続監視を実施することが可能となる。この場合、いずれのアドレスのデータを読み出すかは予め設定しておけば良い。

次に、撮像部２の動作について説明する。

照明が蛍光灯の入射光はズームレンズ部１に入射する。ズームレンズ部１は入射光をプリズム１１に入射する。プリズム１１に入射された光は赤色光と緑色光および青色光に分解され、赤色光はＲ−ＣＣＤ１２に、緑色光はＧ−ＣＣＤ１３に、青色光はＢ−ＣＣＤ１４に入射される。Ｒ−ＣＣＤ１２は入射された赤色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｒとして出力する。Ｇ−ＣＣＤ１３は入射された緑色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｇとして出力する。Ｂ−ＣＣＤ１４は入射された青色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｂとして出力する。レベル検出回路２７は入力された映像信号ｒと映像信号ｇおよび映像信号ｂから信号のレベル比率を検出し、検出結果を照明検出回路２８に出力する。照明検出回路２８は、レベル検出回路２７から出力された検出結果と、メモリ３０に記憶されている図３に示す照明特性データをＣＰＵ２９の照明特性記憶制御部２９２経由で入力したデータとを比較して、入射光の照明が蛍光灯であることを特定し、特定結果をＣＰＵ２９に出力する。ＣＰＵ２９は、照明検出回路２８から出力された照明の特定結果に基づいて切替器１５、切替器１６、切替器１７に選択する映像信号の指示を出力する。ＣＰＵ２９は、照明検出回路２８からの出力が蛍光灯であるため、切替器１５に対して映像信号ｒの選択指示を出し、切替器１６に対して映像信号ｇの選択指示を出し、切替器１７に対して映像信号ｂの選択指示を出す。切替器１５から出力された映像信号Ｒは、ＡＭＰ１８で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１６から出力された映像信号Ｇは、ＡＭＰ１９で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１７から出力された映像信号Ｂは、ＡＭＰ２０で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。映像処理回路２４は、入力された映像信号Ｒと映像信号Ｇおよび映像信号Ｂに色調補正や輪郭強調等の処理を施し、映像出力回路２５とホワイトバランス補正回路３２に出力する。映像出力回路２５は映像処理部２４から出力される信号を所定の規格の映像信号に変換して接栓２６から出力する。ホワイトバランス補正回路３２は、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号の映像信号レベルから白に近い部分の映像を検出して、この白に近い部分の映像が太陽光照明と同じ色合いにするため、ＣＰＵ２９のホワイトバランス記憶制御部２９０を介してメモリ３０から読み出したアドレス０２のデータに従って、ＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率を変更するための補正信号を出力する。この一連のＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率の変更の動作を繰り返すことにより、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号を太陽光照明と同じ色合いにすることができる。

次に、夜間、照明がナトリウム灯に変わった場合に、撮像部２から出力する映像信号の色合いを照明と同じ橙色にするための撮像部２の動作について図１から図４を用いて説明する。図４はカメラの分光特性と人間の見た色の関係性を説明する図である。

図４の（Ｂ）は、人間の目で見た光の波長と色の関係を示している。また、（Ａ）は、カメラの分光特性を示している。ナトリウム灯の波長特性は、図４に示すように約５８９ｎｍにピークをもっている単一波長光である。このナトリウム灯を人間の目で見ると橙色であるが、カメラで撮像すると、図４から判るようにＲ（赤色）が大半で、Ｇ（緑色）が若干有る程度のため、出力される映像信号をモニタ等の表示装置に表示すると画面全体が赤色となり、人間の見た色と異なる。

上述のように、本発明の１つの目的は、テレビジョンカメラの色再現性の向上である。以下、図１，２，３に言及して、色再現性の向上について説明する。

図１において、照明がナトリウム灯の入射光はズームレンズ部１に入射する。ズームレンズ部１は入射光をプリズム１１に入射する。プリズム１１に入射された光は赤色光と緑色光および青色光に分解され、赤色光はＲ−ＣＣＤ１２に、緑色光はＧ−ＣＣＤ１３に、青色光はＢ−ＣＣＤ１４に入射される。Ｒ−ＣＣＤ１２は入射された赤色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｒとして出力する。Ｇ−ＣＣＤ１３は入射された緑色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｇとして出力する。Ｂ−ＣＣＤ１４は入射された青色光を光電変換して、切替器１５，切替器１６，切替器１７およびレベル検出回路２７に映像信号ｂとして出力する。レベル検出回路２７は入力された映像信号ｒと映像信号ｇおよび映像信号ｂから信号のレベル比率を検出し、検出結果を照明検出回路２８に出力する。照明検出回路２８は、レベル検出回路２７から出力された検出結果と、メモリ３０に記憶されている図３に示す照明特性データをＣＰＵ２９の照明特性記憶制御部２９２経由で入力したデータとを比較して、入射光の照明がナトリウム灯であることを特定し、特定結果をＣＰＵ２９に出力する。ＣＰＵ２９は、照明検出回路２８から出力された照明の特定結果に基づいて切替器１５、切替器１６、切替器１７に選択する映像信号の指示を出力する。ＣＰＵ２９は、照明検出回路２８からの出力がナトリウム灯であるため、切替器１５に対して映像信号ｒの選択指示を出し、切替器１６に対して映像信号ｒの選択指示を出し、切替器１７に対して映像信号ｒの選択指示を出す。切替器１５から出力された映像信号Ｒは、ＡＭＰ１８で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１６から出力された映像信号Ｇは、ＡＭＰ１９で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。切替器１７から出力された映像信号Ｂは、ＡＭＰ２０で所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル信号に変換され、映像処理回路２４に入力される。映像処理回路２４は、入力された映像信号Ｒと映像信号Ｇおよび映像信号Ｂに色調補正や輪郭強調等の処理を施し、映像出力回路２５とホワイトバランス補正回路３２に出力する。映像出力回路２５は映像処理部２４から出力される信号を所定の規格の映像信号に変換して接栓２６から出力する。ホワイトバランス補正回路３２は、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号をナトリウム灯照明と同じ色合いにするため、ＣＰＵ２９の照明特性記憶制御部２９２を介してメモリ３０から図３に示すナトリウム灯のデータと、例えば図２に示すアドレス０２のデータを読み出して、ナトリウム灯に対する新補正値を生成する。
新Ｒｃｈ補正値は、Ｒｃｈ補正値１．１×ナトリウム灯Ｒｃｈ１．０＝１．１となり、
新Ｇｃｈ補正値は、Ｇｃｈ補正値１．０×ナトリウム灯Ｇｃｈ０．２＝０．２となり、
新Ｂｃｈ補正値は、Ｂｃｈ補正値０．９×ナトリウム灯Ｂｃｈ０．１＝０．０９となり、
これらの新補正値で映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号がナトリウム灯のデータの比率になるようにＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率を変更するための補正信号を出力する。この一連のＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率の変更の動作を繰り返すことにより、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号をナトリウム灯照明と同じ色合いにすることができる。

次に、本発明の他の一実施例について図５を用いて説明する。

図５は本発明のテレビジョンカメラシステムの一実施例を示すブロック図である。

カメラを操作して様々な被写体を撮像する場合、撮像された画像は被写体によって色合いが異なってくる。例えば、道路を撮像した場合（カメラは或る旋回角、或る仰角、或るズーム倍率に設定されている）は、灰色（無彩色）が大半を占めるが、森を撮像した場合（カメラは別の旋回角、別の仰角、別のズーム倍率に設定されている）は、緑色は大半を占める。そのため、それぞれの場合でホワイトバランスの補正値が異なってくる。このように、本実施例は、雲台に搭載したカメラの旋回角、仰角、ズーム倍率を考慮してＲＧＢの各ホワイトバランス補正をすることが可能なテレビジョンカメラシステムに向けられている。

図５において、ズームレンズ部１、撮像部２、接栓２６，接栓３３は図１と同じであるため説明を省略する。

３はズームレンズ部１および撮像部２を旋回雲台に搭載した雲台カメラである。５は雲台カメラ３を遠隔操作して、雲台カメラ３から出力される映像信号を監視する監視センタであり、４は雲台カメラ３と監視センタ５を接続する伝送路である。

雲台カメラ３の内部構成において、４１はズームレンズ部１および撮像部２の旋回させるための雲台駆動部、４２は雲台駆動部４１を制御するための雲台制御部、４３は接栓２６から出力される映像信号を監視センタ５に伝送するための映像信号伝送部、４４は雲台カメラ３と監視センタ５の制御信号を送受信するための制御信号送受信部である。

監視センタ５の内部構成において、５６は操作者が雲台カメラ３を遠隔操作するための操作部、５５は操作部５６から出力される信号を雲台カメラ３を制御するための制御信号に変換する制御部、５４は監視センタ５と雲台カメラ３の制御信号を送受信するための制御信号送受信部である。５１は雲台カメラ３の映像信号伝送部４３から伝送路４を介して伝送されてくる映像信号を受信する映像信号受信部、５２は映像信号受信部５１で受信した映像信号と制御部５５から出力される制御データを記憶するメモリ部、５３はメモリ部５２から出力される映像信号を表示するモニタである。

次に、図５の動作について図５から図７を用いて説明する。

図６は撮像部２内のメモリ３０およびメモリ部５２に記憶する内容を説明するメモリマップであり、図７はメモリ部５２に記憶した映像と映像信号受信部５１で受信した映像信号をモニタ５３に表示する内容を説明するための図である。

監視センタ５の操作者は、雲台カメラ３の各画角の太陽照明下でのホワイトバランス補正値を取得し、撮像部２内のメモリ３０に記憶させるため、操作部５６を操作して雲台カメラ３を例えば図６のプリセット１の旋回角＋１０°、仰角−３０°、ズームレンズ部１のズーム倍率を８倍の位置に設定する。旋回角数値の＋記号は基準点に対して右方向を示し、−記号は基準点に対して左方向を意味する。また、仰角数値の＋記号は基準点に対して上方向を示し、−記号は基準点に対して下方向を意味する。この画角で撮像部２内のメモリ３０にホワイトバランス補正回路３２から出力される補正値、ホワイトバランス補正データを取得した時刻、画角、画像データおよび画像データを格納したアドレスと共に記憶させるための指示信号を操作部５６から出力し、操作部５６から出力された指示信号は制御部５５と制御信号送受信部５４および伝送路４を介して雲台カメラ３内の制御信号送受信部４４に入力される。制御信号送受信部４４に入力された指示信号は接栓３３と雲台制御部４２に出力される。雲台制御部４２は入力された指示信号に従い雲台駆動部４１を制御して雲台カメラ３を旋回角＋１０°、仰角−３０°の位置にする。接栓３３に入力された指示信号はＣＰＵ２９に入力される。ＣＰＵ２９は入力された指示信号に従い、時計回路３１から時刻信号をホワイトバランス補正回路３２から補正信号を取得して、メモリ３０に記憶させる。

次に、夜間、照明が蛍光灯に変わった場合に、撮像部２から出力する映像信号の色合いを昼間の太陽光と同じするための動作について説明する。

監視センタ５の操作者は、撮像部２から出力する映像信号の色合いを昼間の太陽光照明と同じにするため、操作部５６から例えばプリセット１の指示信号を出力する。指示信号は前述と同様に雲台カメラ３内の雲台制御部４２と接栓３３に入力される。雲台制御部４２は入力された指示信号に従い雲台駆動部４１を制御して雲台カメラ３を旋回角＋１０°、仰角−３０°の位置にする。接栓３３に入力された指示信号はＣＰＵ２９に入力される。ＣＰＵ２９は入力された指示信号に従い、メモリ３０から例えば記憶してあるプリセット１を読み出して、ズームレンズ部１のズーム倍率を８倍の位置に設定する。また、ＣＰＵ２９は指示信号をホワイトバランス補正回路３２に入力する。ホワイトバランス補正回路３２は、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号の映像信号レベルから白に近い部分の映像を検出して、この白に近い部分の映像が太陽光照明と同じ色合いにするため、ＣＰＵ２９を介してメモリ３０から読み出したプリセット１のデータに従って、ＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率を変更するための補正信号を出力する。この一連のＡＭＰ１８，ＡＭＰ１９，ＡＭＰ２０の増幅率の変更の動作を繰り返すことにより、映像処理回路２４から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号を太陽光照明と同じ色合いにすることができる。

次に、本発明の更に他の一実施例について図７を用いて説明する。

図７は、図５のモニタ５３に表示する内容を説明する図である。

図７において、（Ａ）部は雲台カメラ３から伝送されてくる映像信号を表示するライブ映像部、（Ｂ）から（Ｇ）はメモリ部５２に記憶してあるデータと映像をプリセット番号毎に表示する記憶映像およびデータ表示部である。

（Ｂ）の拡大図には、プリセット番号、ホワイトバランス補正値を取得した日時と映像、雲台カメラ３の旋回角と仰角およびズームレンズ部１のズーム倍率を表示している。

監視センタ５の操作者は、記憶映像およびデータ表示部（Ｂ）から（Ｇ）に、メモリ部５２に記憶しているデータの中から旋回角の数値の小さい順に表示することができるため、記憶映像をパノラマ映像のようにして見ることができる。

本実施例は、３板式と呼ばれる色分解プリズムで入射光を光の３原色である赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光に分解して３枚の撮像素子からカラーの映像信号を生成したが、色分解プリズムで入射光を４色以上に分解してからカラーの映像信号を生成しても良い。また、単板式と呼ばれる１枚のカラー用撮像素子からカラーの映像信号を生成しても良い。

図８は単板式カラー用撮像素子からカラーの映像信号を生成するテレビジョンカメラの実施例を示すブロック図である。

撮像部８０２の内部構成において、８３４はズームレンズ部１からの入射光を撮像するための単板式カラー用撮像素子のＣＣＤである。ＣＣＤ８３４からの映像信号は増幅器（ＡＭＰ）に入力されて、次段のＡ／Ｄ変換器８３６の入力レベルに合わせるために増幅される。増幅された映像信号はＡ／Ｄ変換器８３６でデジタル映像信号に変換されて色分離回路８３７に入力され、デジタルのｒ，ｇ，ｂ映像信号に分離される。８１５、８１６、８１７は色分離回路８３７から出力される映像信号から一つの映像信号を選択する切替器である。８１８は切替器８１５から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ）であり、８１９は切替器８１６から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ）であり、８２０は切替器８１７から出力される映像信号を所定のレベルに増幅するための増幅器（ＡＭＰ）である。２４はＡＭＰ８１８、ＡＭＰ８１９、ＡＭＰ８２０から出力されたＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各デジタル映像信号に色調補正や輪郭強調等の処理を施す映像処理回路である。８２７は色分離回路８３７から出力される映像信号のレベルを検出するレベル検出回路である。以下の構成と動作は図１の実施例と同様であるため、説明を省略する。

また、図５の本発明のテレビジョンカメラシステムの一実施例で撮像部２を撮像部８０２に交換すれば同様の動作となる。

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラに限定されるものではなく、上記以外のテレビジョンカメラに広く適用することができることは言うまでもない。

本発明のテレビジョンカメラの一実施例を示すブロック図。 図１のメモリに記憶するホワイトバランスの補正値を示すメモリマップ。 図１のメモリに記憶する照明特性を示すメモリマップ。 カメラの分光特性と人間の見た色の関係性を説明する図。 本発明のテレビジョンカメラシステムの一実施例を示すブロック図。 図５のメモリに記憶する内容を説明するメモリマップ。 図５のモニタに表示する内容を説明する図。 本発明のテレビジョンカメラの他の一実施例を示すブロック図。

符号の説明

１：ズームレンズ部、２，８０２：撮像部、３：雲台カメラ、４：伝送路、５：監視センタ、１１：プリズム、１２：Ｒ−ＣＣＤ、１３：Ｇ−ＣＣＤ、１４：Ｂ−ＣＣＤ、１５，１６，１７，８１５，８１６，８１７：切替器、１８，１９，２０，８３５，８１８，８１９，８２０：増幅器（ＡＭＰ）、２１，２２，２３，８３６：Ａ／Ｄ変換器、２４：映像処理回路、２５：映像出力回路、２６，３３：接栓、２７，８２７：レベル検出回路、２８：照明検出回路、２９：ＣＰＵ、３０：メモリ、３１：時計回路、３２：ホワイトバランス補正回路、４１：雲台駆動部、４２：雲台制御部、４３：映像信号伝送部、４４，５４：制御信号送受信部、５１：映像信号受信部、５２：メモリ部、５３：モニタ、５５：制御部、５６：操作部、２９０：ホワイトバランス記憶制御部、２９２：照明特性記憶制御部、８３４：ＣＣＤ、８３７：色分離回路。

Claims (4)

1. 撮像レンズからの入射光を少なくとも３色の光に色分解する色分解光学素子と、前記色分解された光をそれぞれ光電変換し各画像信号を出力する複数の撮像素子と、前記３色の各画像信号の信号レベルを同一信号レベルとなるように補正するホワイトバランス補正回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、
   時刻を発生または取得する時計回路と、前記ホワイトバランス補正回路の補正値と該補正値を前記時計回路から取得した時刻とともに記憶するホワイトバランス記憶回路と、前記複数の撮像素子から出力する各画像信号の信号レベルを検出するレベル検出回路と、複数の照明灯の波長特性を記憶する照明特性記憶回路と、前記検出回路で検出した信号レベルと照明特性記憶回路に記憶されている照明灯の波長特性から照明の種類を特定する照明検出回路とを有し、
   前記照明検出回路の出力と前記ホワイトバランス記憶回路の出力に基づいて前記ホワイトバランス補正回路の補正値を変更することを特徴とするテレビジョンカメラ。
2. 撮像レンズからの入射光を少なくとも３色の画像信号を出力する撮像素子と、前記３色の画像信号から赤と緑および青の各画像信号を生成する生成回路と、前記赤と緑および青の各画像信号の信号レベルを同一信号レベルとなるように補正するホワイトバランス補正回路とを有するテレビジョンカメラにおいて、
   時刻を発生または取得する時計回路と、前記ホワイトバランス補正回路の補正値と該補正値を前記時計回路から取得した時刻とともに記憶するホワイトバランス記憶回路と、前記複数の撮像素子から出力する赤と緑および青の各画像信号の信号レベルを検出するレベル検出回路と、複数の照明灯の波長特性を記憶する照明特性記憶回路と、前記検出回路で検出した信号レベルと照明特性記憶回路に記憶されている照明灯の波長特性から照明の種類を特定する照明検出回路とを有し、
   前記照明検出回路の出力と前記ホワイトバランス記憶回路の出力に基づいて前記ホワイトバランス補正回路の補正値を変更することを特徴とするテレビジョンカメラ。
3. 請求項１または請求項２のテレビジョンカメラにおいて、
   前記カラーテレビジョンカメラは更に旋回用雲台とズーム撮像レンズを備え、
   前記ホワイトバランス記憶回路は更に前記旋回用雲台の旋回角および仰角と前記ズーム撮像レンズのズーム倍率とともに記憶することを特徴とするテレビジョンカメラシステム。
4. 請求項１または請求項２のテレビジョンカメラにおいて、
   更に前記撮像素子から出力される前記赤と緑および青の各画像信号を切替える切替器を備え、前記照明検出回路の出力信号により前記切替器を切替えることを特徴とするテレビジョンカメラ。
   

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