JP2521973B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2521973B2
JP2521973B2 JP62217377A JP21737787A JP2521973B2 JP 2521973 B2 JP2521973 B2 JP 2521973B2 JP 62217377 A JP62217377 A JP 62217377A JP 21737787 A JP21737787 A JP 21737787A JP 2521973 B2 JP2521973 B2 JP 2521973B2
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俊之 増井
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は撮像装置に関する。
〔従来の技術〕
ビデオ・カメラは銀塩写真システムに比べてダイナミ
ック・レンジが狭く、逆光時などに、所謂白とび、黒つ
ぶれ(それぞれ、輝度レベルが著しく高い場合、低い場
合をさす)が発生するので、従来のビデオ・カメラで
は、手動で絞りを調節するか、逆光補正機能を有するカ
メラの場合にはその機能を用い1〜2絞り程度の光量補
正を行うものが大半であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、逆光補正を適切に行い主被写体は適正露出で
写っていても、その背景には白とび(又は黒つぶれ)発
生し、背景が白いだけの画面になり勝ちであり、根本的
な問題であるダイナミック・レンジの狭さは全く解決さ
れていない。
そこで、本出願人は、ダイナミック・レンジを実質的
に広くした撮像装置を別の出願により提案したが、本発
明はそれに応じて発生するホワイト・バランスの問題を
解決する撮像装置を提示することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る撮像装置は、1/n秒の光蓄積と1/m(m>
n)秒の光蓄積とを交互に行い、1/n秒蓄積画と1/m秒蓄
積画とを合成した撮像信号を出力する撮像装置であっ
て、1/n秒蓄積画部分と1/m秒蓄積画部分とで個別にホワ
イト・バランス制御を行う回路を設けたことを特徴とす
る。
〔作用〕
上記個別にホワイト・バランス制御を行う回路を設け
ることにより、各蓄積画部分毎に適切なホワイト・バラ
ンスを達成でき、従って、画面全体としても良好なホワ
イト・バランスを実現できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照し本発明の実施例を説明する。
第1図において、10は被写体、12は撮影レンズ、14は
絞り、16は撮像素子である。撮影レンズ12より入射した
被写体10からの光線は絞り14により光量規制され、撮像
素子16の光電変換面に入射する。18は通常のビデオ・カ
メラと同様にγ補正を始めとする各種の信号処理を行う
カメラ信号処理回路である。20は絞り14を制御する絞り
制御回路、22は撮像素子16を駆動する駆動回路である。
24はカメラ信号処理回路18の出力の一部(例えば、画面
中央部の信号)を通過させゲート回路、26は撮像素子の
電荷蓄積時間を変更させるスピード切換回路である。
カメラ信号処理回路18の出力はデコーダ28により輝度
(Y)信号と、時分割多重ベースバンドの色差(C)信
号とに分離され、それぞれA/変換器30Y,30Cを介して信
号処理回路32Y,32Cに印加される。信号処理回路32Y,32C
では後述する画素データの変換が行われ、D/A変換器34
Y,34Cを介して出力処理回路36に印加される。出力処理
回路36は入力信号からコンポジット・ビデオ信号を形成
して出力する。
38はY信号から黒つぶれ、白とびの有無を判定回路で
あり、その判定結果に従い、スピード切換回路26への切
換指示信号、ゲート回路24への制御信号などを供給す
る。40はホワイト・バランス回路であり、詳細は後述す
る。
処理回路32Y,32Cの詳細を説明する。第2図は処理回
路32Yを示すが、処理回路32Cも基本的に同じ構成でよ
い。第2図において、A/D変換器30Yの出力はスイッチ50
及び同58に印加される。スイッチ50はノーマル・モード
(撮影画像に白とび、黒つぶれが無いとき)では常にb
接点に接続し、画素変換モード(撮影画像に白とび又は
黒つぶれがあるとき)では1/60秒単位でa接点、b接点
に交互に接続する。尚、画素変換モードでは、駆動回路
22は、1/60秒電荷蓄積及び1/1000秒電荷蓄積をフィール
ド交互に繰り返すように撮像素子16を駆動し、スイッチ
50は1/1000秒蓄積画に対してa接点に接続し、1/60秒蓄
積画に対してb接点に接続する。スイッチ50のb接点の
1/60秒蓄積画は判定回路38及びマルチプレクサ56に供給
される。
マルチプレクサ56は、ノーマル・モード時には、毎フ
ィールド供給される1/60秒蓄積画を出力し、画素変換モ
ード時には、奇数フィールドで、スイッチ50のb接点か
らの1/60秒蓄積画と、フィールド・メモリ54からの1/10
00秒蓄積画との間で画素変換を行って、その画素変換画
像を出力し、偶数フィールドでは、フィールド・メモリ
54からの画素変換済みの画像をそのまま出力する。スイ
ッチ58は通常はa接点に接続するが、垂直ブランキング
期間にはb接点に接続する。これはインターレース信号
を形成するためである。
画素変換モード時のスイッチ52、フィールド・メモリ
54及びマルチプレクサ56の動作を第4図に参照してより
詳しく説明する。第4図(a)はスイッチ50,52に対す
る切換制御信号であり、「H」のときはa接点に、
「L」のときはb接点に接続する。同(b)はスイッチ
58に対する切換制御信号であり、「H」のときa接点
に、「L」のときb接点に接続する。同(c)は撮像素
子16の電荷蓄積動作を示し、an,bnは電荷蓄積時間(こ
の例では1/1000秒と1/60秒)である。同(d)は撮像素
子16の出力を示す。同(e)はフィールド・メモリ54に
書き込まれる信号、同(f)はフィールド・メモリ54か
ら読み出される信号、同(g)はマルチプレクサ56の出
力を示す。尚、フィールド・メモリ54は書込と同時に読
出をも行えるタイプのメモリである。
1/1000秒蓄積画であるa1はフィールド・メモリ54によ
り1フィールド期間遅延され、マルチプレクサ56によ
り、次フィールドの1/60秒蓄積画b1との間で画素変換が
施される。その画素変換後の画像MIX−1はスイッチ58
に供給されると共に、スイッチ52に介してフィールド・
メモリ54に書き込まれる。画像MIX−1は1フィールド
期間遅延されてマルチプレクサ56に印加される。このと
き、マルチプレクサ56には画像MIX−1しか供給されな
いので、マルチプレクサ56は再び画像MIX−1をスイッ
チ58に出力する。
以後、同様の処理が行われ、マルチプレクサ56はMIX
−1,MIX−1,MIX−2,MIX−2,……を出力する。尚、a1とb
1で画素変換を行った後、次フィールドでb1とa2の間で
画素変換を行うことにより時間分解能を高めることも考
えられるが、b1とa2では時間的なズレが大きく、動画像
において不都合の生じる可能性が高い。
第3図は判定回路38の具体例の構成ブロック図を示
す。処理回路32Y(具体的にはスイッチ50のb接点)か
らの1/60秒蓄積のY信号は、コントラスト検出回路60
と、白とび検出のための比較回路62とに印加される。コ
ントラスト検出回路60は、1フィールドの画面の輝度レ
ベルの最大値及び最小値を検出して演算回路64に供給す
る。演算回路64はその最大値と最小値の差を計算し、そ
の差が所定値より大きいときには画素変換モード、所定
値以下のときにはノーマル・モードとなるように、スピ
ード切換回路26に制御信号を供給する。演算回路64は例
えば、通常のマイクロコンピュータからなる。また、演
算回路64は、測光枠情報をウィンドウ発生回路66に出力
する。比較回路62は、処理回路32YからのY信号を閾値
発生器68からの閾値THと比較し、TH以下のとき「L」、
THより大きいとき「H」を出力する。この比較回路62の
出力により白とびの有無を検出できる。
比較回路62の出力は、Y制御信号として処理回路32Y
へ、C制御信号として処理回路32C及びホワイト・バラ
ンス回路40に供給される。これらの回路は、比較回路62
の出力が「L」のときは1/60秒蓄積画を、「H」のとき
には1/1000秒蓄積画を選択する。
判定回路38において、入力輝度信号として1/1000秒蓄
積画を用い、黒つぶれを判定する構成を採用してもよい
が、白とびの検出の方が黒つぶれの検出よりも正確に行
うことができ、且つ、ノーマル・モード/画素変換モー
ドの切換は同じ蓄積条件で行う必要があるので、上記実
施例では、判定回路38に1/60秒蓄積画を入力している。
第5図はホワイト・バランス回路40の具体例の構成ブ
ラック図を示す。出力処理回路36からの色差信号R−Y,
B−Yは、クランプ回路70A,70Bにおいて、同期信号発生
回路(図示せず)からのクランプ・パルスPCに従い基準
電圧72の電圧にクランプされる。スイッチ74A,74Bは判
定回路38からのC制御信号によりa接点及びb接点に切
り換わり、それぞれ平滑回路75A,75B;75A,76Bにクラン
プ回路70A,70Bの出力を印加する。平滑回路75A,75B;76
A,76Bで平滑化された信号はそれぞれ比較回路77A,77B;7
8A,78Bに印加され、基準電圧72と比較される。比較回路
77A,77B;78A,78Bの出力は、スイッチ80A,80Bにより選択
される。スイッチ80A,80Bは、スイッチ74A,74Bと同様
に、判定回路38からのC制御信号に従いa接点及びb接
点に切り換わる。スイッチ80Aの出力が赤制御信号RCと
して、また、スイッチ80Bの出力が青制御信号BCとして
カメラ信号処理回路18内のホワイト・バランスの調整用
のそれぞれ赤信号用と青信号用の利得可変アンプ(図示
せず)の利得を制御する。
例えば、赤信号について述べると、赤信号用の利得可
変アンプの利得は、比較回路77A又は同78Aの2つの入力
信号差がゼロになるように、負帰還制御されており、ス
イッチ74Aで分けられた2つの色差信号がそれぞれゼロ
・レベルになるように動作する。この2つの色差信号は
それぞれ、1/60秒及び1/1000秒蓄積時の撮像信号に対応
しており、各撮像信号に対してホワイト・バランスが行
われることになる。
第6図はホワイト・バランス回路40の変更例である。
但し、赤信号系のみを図示してあり、また、入力信号と
しては、カメラ信号処理回路18からの色差信号R−Yを
用いる。入力信号R−Yはクランプ回路70Aにおいてク
ランプ・パルスCPに従い基準電圧72にクランプされ、ス
イッチ82A,83Aに印加される。スイッチ82A,83Aはインバ
ータ84,85及びアンド・ゲート86,87からなる論理回路、
並びに信号1/2VD及びC制御信号により開閉される。具
体的には、1/2VD及びC制御信号が共に“1"のとき、ス
イッチ82Aが閉じ、両方“0"のときスイッチ83Aが閉じ、
その他のときには量スイッチ82A,83Aは開放されてい
る。
スイッチ82A,83Aの出力はそれぞれ平滑回路75A,76Aに
印加され、平滑回路75A,76Aの出力は、第5図の場合と
同様に、比較回路77A,78Aで基準電圧72と比較される。
その比較結果の一方がスイッチ80Aにより選択される
が、第6図の場合には、スイッチ80Aは1/2VDにより開閉
制御される。
第6図の構成では、スイッチ82Aは1/60秒蓄積の撮像
信号のうち、C制御信号により取り出される部分のみを
平滑回路75Aに印加し、スイッチ83Aは1/1000秒蓄積の撮
像信号のうち、C制御信号により取り出される部分にみ
を平滑回路76Aに印加する。従って、比較回路77Aの出力
は1/60秒蓄積の撮像信号のホワイト・バランスを制御
し、比較回路78Aの出力は1/1000秒蓄積の撮像信号のホ
ワイト・バランスを制御する。
上記実施例では、ホワイト・バランスのためのフィー
ドバックが常時形成されるように構成したが、各比較回
路の出力にスイッチ及びメモリを接続し、当該スイッチ
の閉成時にのみフィードバック・ループが形成されるよ
うにしてもよい。また、撮影光学系以外の光学系により
被写体付近の色情報を得て、それによりホワイト・バラ
ンス制御を行ってもよい。その場合、複数の色検出器で
各々異なる方向の色情報を得るようにし、その出力を上
記の如く切り換えるようにすればよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、非常に大きなコントラストを持った被写体であっ
ても、良好に再現する撮像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の全体構成のブロック図、第2
図は第1図の処理回路32Yの構成ブロック図、第3図は
第1図の判定回路38の構成ブロック図、第4図は第1図
のタイミング・チャート、第5図はホワイト・バランス
回路40の構成ブロック図、第6図はホワイト・バランス
回路40の別の構成ブロック図である。 10……被写体、12……撮影レンズ、14……絞り、16……
撮像素子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1/n秒の光蓄積と1/m(m>n)秒の光蓄積
    とを交互に行い、1/n秒蓄積画と1/m秒蓄積画とを合成し
    た撮像信号を出力する撮像装置であって、1/n秒蓄積画
    部分と1/m秒蓄積画部分とで個別にホワイト・バランス
    制御を行う回路を設けたことを特徴とする撮像装置。
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