JP2527978B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光学像を複数の色信号に変換して取出す
撮像素子を有する撮像装置に関するものである。
[従来の技術] 光学像を3原色の電気信号に変換する撮像装置におい
ては、被写体を照明する光源の色温度に合わせて、光電
変換された電子回路の各色信号系の増幅器の利得を調整
すること(所謂ホワイト(白色)バランスの調整)が必
要である。
従来、このホワイトバランスの調整はある範囲内の単
一の光源に対して成立するものであり、全く色温度の異
なる2つ以上の光源で照明がなされ、その各々の寄与が
無視できない場合、本質的にホワイトバランス合わせは
不可能である。これは周囲光が存在する中で、撮影用の
照明光源を用いる場合も同じである。
[発明が解決しようとする問題点] このように撮影用照明光源を使用して撮像する場合、
撮影用照明光の色温度と周囲光の色温度がかけはなれて
おり、しかも両者が互いに無視し得ない条件の時は、本
質的にホワイトバランス調整ができないことになる。
又、照明光源を用いない状態でカクテルライトの如く複
数の色温度の周囲光が存在する場合にもホワイトバラン
ス調整ができなかった。
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
であり、撮影に際して、周囲光と自己のもつ撮影用照明
光源の色温度が大幅に異なったり、周囲光が大きく色温
度の異なる複数の光源で構成されている場合でも、正し
くホワイトバランス調整をなし得る撮像装置を提供する
ことを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明は照明装置に
係る色温度データを格納した手段と、周囲光による色温
度を測定する測色手段と、撮像素子から得られた色信号
のバランスを制御するための増幅手段と、測色手段から
得られた周囲光の色温度と照明装置からの色温度データ
とを比較判定し、比較判定結果に応じて増幅手段による
増幅利得を制御してホワイトバランスを調整する手段と
を備えたものである。
[作用] 上記の構成を有することにより、周囲光と自己のもつ
撮影用照明光源の色温度が大幅に異なったり、周囲光が
大きく色温度の異なる複数の光源で構成されている場合
でも、正しくホワイトバランス調整をなし得る。
[実施例] 以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳
細に説明する。尚、以下の実施例で撮像装置を併用され
る撮影用光源としては、閃光発光装置を具体例として説
明するが、この閃光発光装置の代わりに連続発光光源に
おいてもそのまま成り立つのは言うまでもない。
第1図はこの発明のよる一実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
図中、1は被写体像を結像させるための光学系、2aは
シャッタであり、2bはシャッタ2aのドライバ(駆動回
路)、2cは絞りであり、2dは絞り2cのドライバである。
3は例えばCCDを用いた撮像素子であり、被写体の光学
像を電気信号に変換し、例えば赤(R),青(B),緑
(G)の3原色信号として取出す。4及び5はR及びB
各原色の電気信号回路にそれぞれ挿入された利得可変の
増幅器である、被写体を照明する光源の色温度に対し
て、上述した各々の増幅器の利得のバランスをとること
により、正しい色再現、即ちホワイトバランスが得られ
るようにする。6は信号処理解路、7は記録回路、9は
自動焦点部材、10は測光回路、11は周囲光のための測色
回路、12は閃光発光装置、13はレリーズスイッチ、14は
演算制御回路である。尚、閃光発光装置12の光源として
の色温度をT1゜kとする。
第2図は第1図中の測光回路10を具体的に示した回路
図で、図中101は演算増幅器、102はシリコンフォトダイ
オード等の如く、照射する光の強度に比例する電流が流
れる受光素子、103は対数圧縮用ダイオードである。こ
の回路において、演算増幅器101の出力Oに発生する電
圧V0は V0=(kT/q)log(ISPC/IS) ……(1) 但し、 k:ボルツマン定数 T:周囲温度(絶対温度) q:電子1個の電荷 IS:ダイオード103の逆方向飽和電流 ISPC:ダイオード103に流れる順方向電流 (=受光素子102に流れる光電流∝受光強度) 即ち、測光出力電圧は受光強度の対数に比例しており、
また、 (kT/q)log2≒18mV ……(2) であることから、この(2)式と(1)式から被写体の
明るさ(∝測光回路10の受光強度)が2倍に増加するご
とに18mV高くなる。従って、測光回路10の出力電圧の測
定より被写体輝度がわかる。
また、第3図は第1図中の測色回路11を具体的に示し
たブロック図で、第3図中201は拡散板、202,203,204は
例えばそれぞれ赤,緑,青の各色だけを透過させるカラ
ーフィルダであり、205,206,207は第2図に示した回路
と全く同じ測光回路である。
この回路において、測光回路205,206の出力電圧の差
をとると、 (kT/q)log(ISPC(G)/IS) −(kT/q)log(ISPC(R)/IS) =(kT/q)log(ISPC(G)/ISPC(R)) ……(3) であるから、測色回路11に入射した光りの緑の成分と赤
の成分の比がわかる。同様にして、測光回路206,207の
出力の差をとると、 (kT/q)log(ISPC(G)/ISPC(B)) ……(4) であるから、測色回路11に入射した光の緑成分と青成分
の比がわかる。こうして入射光の (赤成分):(緑成分):(青成分) ……(5) の比が求められるため、入射光の色温度がわかる。
以上、本発明の一実施例の構成であり、第4図のフロ
ーチャートも参照しながら、以下にその作動を説明す
る。
第4図は第1図の撮像装置における作動を示すフロー
チャートである。
まず、第4図において、図示されていない電源が投入
されると、ステップ(以下STと略す)301,302で測光回
路10及び測色回路11が作動し、測光,測色がなされる。
その時の測色結果の周囲光の色温度をT2とする。さら
に、自動焦点部材9が作動し、光学系1を調整して焦点
合わせをすると共に、被写体までの距離Dを測定して、
その値を演算制御回路14に入力し閃光発光装置12のフル
発光光量(GNo)から適正露光量の得られる絞り(FNo)
が FNo=GNo/D ……(6) によって求められる(ST303)。
次に、ST302の測色結果から得られた色温度T2と閃光
発光装置12の発光色温度T1を比較して、その差が一定値
(例えば1000゜K)以上か否かを判定する(ST304)。
もしも色温度差が小の時(ST304−N)、周囲光と閃
光発光装置の光の間の色の差はわずかのため、閃光発光
装置と周囲光の一方、若しくは平均の色温度に合わせる
ことにより、両者にホワイトバランスをとった撮影が可
能である(ST306)。
もしも色温度差が大の時(ST304−Y)、周囲光と閃
光発光の両方に違和感を与えないホワイトバランスは不
可能なため、一方のみにホワイトバランスを与え、他方
の光量がその光に比べて無視できる条件で撮影すれば正
しい色再現が得られる。
そこで、閃光撮影で周囲光を打ち消せる程度の撮影が
可能か否かを判断する(ST305)。即ち、(6}式で決
めたFNo及びストロボ同調可能なシャッタ時間の撮影条
件で、ST301の測光結果から周囲光の露光量が閃光光の
露光量より充分小さいか否かを判定する。
もしも周囲光の露光量が充分小さい(ST305−Y)も
のであれば、閃光発光の色温度のみにホワイトバランス
を合わせて閃光照明を中心にした撮影を行うことになる
(ST307)。
また、もし周囲光の露光量が充分小さいとはいえない
場合(ST305−N)、閃光撮影はやめて周囲光だけの照
明で撮影を行ない、ホワイトバランスは周囲光の色温度
に合わせる(ST308)。
第4図ST306,ST307の時はいずれも閃光発光を行うの
で、次にレリーズスイッチ13が操作されるのを待機する
(ST309)。そして、レリーズスイッチ13の操作がなさ
れたら絞りを絞り込み(ST310)、シャッタ2aをドライ
バ2bにより駆動して開放にし(ST311)、閃光発光装置1
2を発光させ(ST312)、その後シャッタ2aを閉じ(ST31
3)、絞り2cを開け(ST318)、次の1フィールド(また
はフレーム)期間かけて撮像素子3から被写体像に関す
る情報を読出し、記録媒体に記録する(ST319)。
第4図ST308の場合、露出制御は周囲光の露出演算に
従って行うようにする。そのため、第4図ST301の結果
をもとに露出演算を行う(ST314)。
尚、この露出演算は第5図に示すようなプログラムに
従って演算すればよい。あるいは、また予め決めておい
たモード(シャッタ優先,絞り優先等)に従って演算す
ることも可能である。
第5図はこの実施例における周囲光の露出決定に用い
られるプログラム線図で、横軸にシャッタ速度、縦軸に
絞りをとる。
その後、レリーズスイッチ13が操作されるのを待機し
(ST315)、レリーズスイッチ13の操作がなされたら絞
り2cをST314の演算値に従って絞り込み(ST316)、シャ
ッタ2aをシャッタドライバ2bで駆動することによりST30
1で決定された時間だけ撮像素子3を露光し(ST317)、
その後、絞りを再び開き(ST318)、さらに読出し記録
する(ST319)。
このようにすることにより、閃光発光装置は発光させ
ずにエネルギーを節約すると共に、周囲光である定常光
撮影に対する最適撮影ができる。
次に第2の実施例について説明する。
第6図はこの発明による撮像装置の第2の実施例の構
成を示すブロック図で、第1図の装置に対して一部が異
なっているだけなので、この異なっている点に対しての
み説明する。即ち、閃光発光装置12は光量GNo1の撮像装
置内蔵のものであり、さらにこの撮像装置には、外付の
閃光発光装置401も取付けるようになっているものであ
る。閃光発光装置401は演算制御回路14とライン402を介
して接続され、閃光発光装置401から演算制御回路14に
対して、 自分が発光可能(充電完了)な状態か? 自分の光量 GNo2 自分の色温度T2 を入力し、演算制御回路14から閃光発光装置401には発
光命令が出力される。
第7図は第6図の装置の作動を示すフローチャートで
ある。第6図において、不図示の電源スイッチが投入さ
れると、撮像装置の演算制御回路14は外付閃光発光装置
401に関する充電完了,光量,色温度についての情報を
読込む(ST501)。その上で、内蔵している閃光発光装
置12の色温度T1と外付の閃光発光装置401の色温度T2
近いか否かを判定する(ST502)。もしも色温度T1,T2
値が近ければ(ST502−Y)、閃光発光装置12,401は光
の単一の閃光発光装置とみなせる(ST503)。この場
合、これから先の作動は第4図のフローチャートST301
以下で良好に行えるので、説明は省略する。尚、色温度
はどちらか一方(例えば光量の大きい方)のもので代用
しても大きな誤差は出ない。さらに厳密にする場合、光
量比で加重をかけた色温度T1とT2の間の平均値をもって
いけばよい。
また、もし色温度T1,T2の値がかけはなれていた場合
(ST502−N)、各光源が独立にあるものとみなす(ST5
04)。この場合、これから先の作動を第8図のフローチ
ャートに従って説明する。
第8図は第6図の回路における内蔵している閃光発光
装置12の色温度T1と、外付の閃光発光装置401の色温度T
2の値がかけはなれていた場合の作動を示すフローチャ
ートで、第4図と類似していて一部だけが異なるため、
異なる部分のみ説明する。
測光,測色,測距のためのST301,ST302,ST303は第4
図と全く同じになされる。次に周囲光の色温度TAに対し
て閃光発光装置12,401の色温度T1,T2のうち、いずれか
近いものがあるか否か判定する(ST601)。もしも近い
ものである場合、その近いものと周囲光の両方の照明で
撮影し(ST306)、それ以降の作動は第4図と全同じよ
うに行なう。(説明は省略する) また、もしも閃光発光装置12,401、周囲光の各色温度
T1,T2,TAはいずれも相互に全くかけはなれている場合
(ST601−N)、閃光発光装置12,401のうちの光量大の
ものに対して、第4図ST305の所で説明した場合と同じ
判断、即ち自分の持っている照明装置で周囲光を打ち消
すことができる撮影ができるか否かの判断を行う(ST60
2)。そして、もし打ち消すことができる照明ができる
のであれば(ST602−Y)、周囲光を巣ち消す条件でそ
の照明にホワイトバランスを合わせた撮影を行い(ST30
7)、また自分の持っている照明装置で周囲光を打ち消
すことができないのであれば(ST602−N)、自己の持
つ照明装置は使用せずに周囲光にホワイトバランスを合
わせて撮影する(ST308)。
第8図ST307,ST308以降の作動は第4図のそれと全く
同じため、説明を省略する。
上の説明において、閃光発光装置12と402が共に閃光
発光装置であれば、それぞれの色温度 T1≒T2 となることが多いかも知れないが、一方がタングステン
ランプ,ハロゲンランプ,蛍光灯等であれば、各々の色
温度T1,T2は全く異なる。そして、本発明はこのような
異なった撮影照明光源の場合も含むのは勿論である。
次に、第3の実施例について説明する。この実施例の
具体的回路構成は第1図の回路と同じである。
第9図はこの第3の実施例の作動を説明するフローチ
ャートである。この第3の実施例では周囲光が全く光質
の異なる2つ以上の照明装置からなる場合等の対応に適
する。第9図は第4図とほとんど同じであるので、異な
る部分についてのみ説明する。
ST301〜ST303は全く同じである。即ち、自動焦点部材
9が作動し、光学系1を調整して焦点合わせをすると共
に、被写体までの距離Dを測定(ST303)した後、第9
図ST701において照明条件が通常と異ならないかを判定
する。
この作用を第10図を使って説明すれば、測色回路11の
R,G,B出力がそれぞれ第10図(a)の如くB>G>R、
もしくは(b)の如くB<G<Rとなっていれば、色温
度はそれぞれ高いもしくは低いとみなされ、それなりに
ホワイトバランスはとれる。もしも第10図(c)の如く
B>G,R>Gとなっていた場合、赤い光源と青い光源が
2つ存在しているとみなされ、正しいホワイトバランス
をとることは不可能とみなされる。ここでは説明を簡単
にするため、極端な例をあげたが黒体輻射のスペクトル
から大幅にずれてホワイトバランスをとるのが不可能に
なった場合も、第10図(c)と同じ様に考えられる。
この様な場合(ST701−Y)、周囲光を打ち消すよう
に閃光発光装置12を発光させ、ホワイトバランスは閃光
発光装置12の発光色に合わせればよい(ST702)。もし
も周囲光の照明条件が黒体輻射のスペクトルに近く、ホ
ワイトバランス合わせが可能とみなせた場合(ST701−
N)、次に周囲光量が撮影に充分か否かを判断する(ST
702)、もしも充分であれば(ST702−Y)、周囲光のみ
で撮影する(ST308)。もしも不充分であれば、周囲光
が無視できる条件で閃光発光装置の照明で撮影できる
(ST702)。
第9図ST309,ST308以降の作用は第4図のそれと全く
同じため説明を省略する。
[発明の効果] 以上説明したように本発明の装置を用いれば、周囲光
と撮影用照明光の色が大幅に違っていても、それらの相
互干渉による色再現不良を解消でき、また周囲光が異常
な場合も良好な色再現性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のよる一実施例の構成を示すブロック
図、第2図は第1図中の測光回路を具体的に示した回路
図、第3図は第1図中の測色回路を具体的に示したブロ
ック図、第4図は第1図の撮像装置における作動を示す
フローチャート、第5図はこの実施例における周囲光の
露出決定に用いられるプログラム線図、第6図はこの発
明による撮影装置の第2の実施例の構成を示すブロック
図、第7図は第6図の装置の作動を示すフローチャー
ト、第8図は第6図の回路における内蔵している閃光発
光装置の色温度と、外付の閃光発光装置の色温度の値が
かけはなれていた場合の作動を示すフローチャート、第
9図はこの第3の実施例の作用を説明するフローチャー
ト、第10図は測色回路におけるR,G,B出力の具体例を示
す図である。 図中. 1:光学系、2a:シャッタ 2c:絞り、3:撮像素子 4,5:増幅器、6:信号処理回路 8:演算制御回路、10:測光回路 11:測色回路、12:閃光発光装置

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】照明装置に係る色温度データを格納した手
    段と、周囲光による色温度を測定する測色手段と、撮像
    素子から得られた色信号のバランスを制御するための増
    幅手段と、測色手段から得られた周囲光の色温度と照明
    装置からの色温度データとを比較判定し、比較判定結果
    に応じて増幅手段による増幅利得を制御してホワイトバ
    ランスを調整する手段とを備えたことを特徴とする撮像
    装置。
  2. 【請求項2】周囲光の色温度が黒体放射に沿った色温度
    でないことを検出する検出手段、該検出手段の検出に応
    じて、付属の照明装置で照明し、照明装置の色温度に合
    わせたホワイトバランスをとるように構成したことを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の撮像装置。
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