JP2620436B2 - ホワイトバランス調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホワイトバランス調整装
置、詳しくは閃光発光手段より投射された投射光の、被
写体による反射光を含んでなる入射光に自動的にホワイ
トバランスを合わせることのできるホワイトバランス調
整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のホワイトバランス調整装置が適用
された撮像装置を、そのブロック構成を示す図５により
説明すると、白い被写体１から反射された連続光は、撮
像レンズ２を透過し絞り機構３を介してＣＣＤ固体撮像
素子４の受光面上に結像される。同素子４で光電変換さ
れた電気信号は、カメラプロセス処理部５ａで信号処理
され、映像信号出力端子６より外部機器に向け例えばＮ
ＴＳＣ複合映像信号として出力される。

【０００３】一方、上記カメラプロセス処理部５ａは、
３原色のＲ，Ｇ，Ｂ各信号を、この撮像装置全体の動作
シーケンスを司どるＣＰＵ７に供給し、同ＣＰＵ７から
上記Ｒ，Ｂ各信号のゲインを調節するゲイン制御信号を
受けるようになされている。尚、ＣＰＵ７にはワンタッ
チＷＢ（ホワイトバランス）スイッチ８が接続されてい
る。

【０００４】このように構成された撮像装置における従
来のホワイトバランス調整装置では、ワンタッチＷＢス
イッチ８が押下されると、ＣＰＵ７はカメラプロセス処
理部５ａから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を取り込み、同
ＣＰＵ７内で上記Ｒ，Ｇ，Ｂ各信号を演算処理し、 Ｒ／Ｇ＝Ｂ／Ｇ＝１ になるようにカメラプロセス処理部５ａにおけるＲ，Ｂ
信号増幅系のゲインを閉ループ制御している。

【０００５】以上は白い被写体１から反射された光が連
続光の場合であるが、閃光発光手段として例えばストロ
ボを用いた撮影時のように反射光が単発光の場合には、
従来次のような手段によってホワイトバランスの調整を
行っていた。

【０００６】即ち、ストロボ等の閃光発光手段の色温度
は予め分っているので、使用しようとする閃光発光手段
の色温度に対応したＲ信号ゲイン値、Ｂ信号ゲイン値を
予めＣＰＵ７内のＲＯＭ等にプリセットし、ストロボ撮
影モードが設定されると、上記プリセット値をＣＰＵ７
から読み出してＲ信号増幅系、Ｂ信号増幅系のゲイン
を、カメラプロセス処理部５ａに自動的に設定してい
る。このようにワンタッチ操作も閉ループ制御もするこ
となくストロボ撮影時のホワイトバランスを調整してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて、使用しようとす
るストロボ光の色温度に相当するＲ信号ゲイン値、Ｂ信
号ゲイン値を予めプリセット値として上記ＣＰＵ７にメ
モリしておき、ストロボ撮影時に上記カメラプロセス処
理部５ａ内のＲ，Ｂ各信号増幅系のゲイン設定を、上記
プリセット値に強制的に置換するようにした従来のホワ
イトバランス調整装置では、ストロボが撮像装置に内蔵
されたタイプならストロボを特定できるので、従来の手
段でもさしたる支障がなかった。

【０００８】しかしながら、ストロボが外付けされその
種別が一定しない場合、あるいはいくつかのストロボを
組合わせて使用する場合には、閃光発光手段の色温度を
特定できないので従来のホワイトバランス調整装置では
対応できない。また内蔵ストロボの場合でも、この内蔵
ストロボからの閃光発光に同期して発光するスレーブス
トロボを併用する場合や、外光等の他の光とミックスさ
れる場合等では、従来の手段でホワイトバランスをとる
ことができない。

【０００９】換言すれば、ストロボ撮影時における従来
のホワイトバランス調整装置では、現実の測定によらず
に想定ストロボの色温度に適合するよう、Ｒ信号ゲイ
ン，Ｂ信号ゲインを一律にプリセット設定しているの
で、このプリセット値からずれた光源による撮像には対
応しきれなかった。

【００１０】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、ストロボ撮影時でも現実の光源の色温度に対応した
ホワイトバランスの設定が可能なホワイトバランス調整
装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明による
ホワイトバランス調整装置は、閃光発光手段を用いるモ
ードにあるときに所定の操作手段が操作されると垂直ブ
ランキング期間を含む所定のタイミングで光を投射せし
めるべく当該閃光発光手段を制御するための光投射タイ
ミング制御手段と、上記タイミングで投射された投射光
の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応する映
像信号に対して、上記タイミングに続くフィールド期間
内で色系信号について所定値との逐次比較動作によりホ
ワイトバランス調整動作を行う調整手段とを具備してな
ることを特徴とする。

【００１２】

【実施例】以下、図示の実施例により本発明を説明す
る。先づ本発明の実施例を説明するのに先立ってその基
本概念を説明すると、白色被写体に向けて現実にストロ
ボ発光を、Ｖブランキング期間内の所定の第１のタイミ
ングで一回行い、その結果得られた撮像信号に基づい
て、上記第１のタイミング以降の第２のタイミングであ
る、Ｖブランキング区間に続くフィールド期間内にホワ
イトバランスをとろうとするもので、閃光発光手段の種
類、組合せ等に関係なく現実の光源の色温度に対応した
ホワイトバランス調整を可能にしようとするものであ
る。以下、実施例により具体的に説明する。

【００１３】図１は、本発明の第１実施例を示すホワイ
トバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロ
ック構成図で、白い被写体１〜ワンタッチＷＢスイッチ
８は前記従来例における図５に同じなので、同じ構成部
材には同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部材
についてのみ以下に説明する。

【００１４】図１において、ホワイトバランスやストロ
ボの制御を行うＣＰＵ７には、操作部として前記ワンタ
ッチＷＢスイッチ８の他に、ストロボ発光モードと通常
の撮影モードとを選択するストロボモード設定スイッチ
１７が接続され、更にストロボ発光制御部１５を介して
ストロボ１６が接続されている。

【００１５】また、このＣＰＵ７には、映像信号とのタ
イミングをとるための同期信号を発生する映像用同期信
号発生器１８から、フィールドの切換えに対応するＶＤ
信号が供給されている。そして、同発生器１８はカメラ
プロセス処理部５にも同期信号を供給するようになって
いる。

【００１６】この処理部５と上記ＣＰＵ７との間に、Ｒ
信号、Ｂ信号、Ｇ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器１２，１３，１４と、ＣＰＵ７で演算処理された
ディジタルデータをカメラプロセス処理部５におけるＲ
ゲイン、Ｂゲイン設定用のアナログ値に変換する、一種
のＤ／Ａ変換機能を有する電子ボリューム１１とがそれ
ぞれ接続されている。

【００１７】そして、ストロボモード設定スイッチ１７
が閃光発光手段を用いるモードにあるときに、ワンタッ
チＷＢスイッチ８で代表される所定の操作手段が操作さ
れると、後記図３で説明する所定の第１のタイミングで
当該閃光発光手段つまりストロボ１６が発行する。この
ようなストロボ光を投射せしめるための光投射タイミン
グ制御手段がＣＰＵ７等により形成されている。

【００１８】また、上記第１のタイミングで投射された
投射光の被写体による反射光を含んでなる入射光に対応
する映像信号を、該第１のタイミング以降の後記図３で
説明する第２のタイミングで得る映像信号処理手段が、
カメラプロセス処理部５等から構成されている。

【００１９】更に、上記第２のタイミングで得た映像信
号に基づいてホワイトバランス調整動作を行う調整手段
がＡ／Ｄ変換器１２，１３，１４と電子ボリューム１１
等により構成されている。

【００２０】このように構成されたこの第１実施例の動
作を図２，３により説明する。図２は本実施例における
ワンタッチＷＢ動作のフローチャートで、上記図１に示
すワンタッチＷＢスイッチ８が操作され、同スイッチ８
からＣＰＵ７への信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待
機する（ステップＳ１）。

【００２１】上記ワンタッチＷＢスイッチ８が押下され
ると、更にフィールドの切換えに対応して出力されるＶ
Ｄ信号がアクティブ“Ｌ”になるまで待機する（ステッ
プＳ２）。

【００２２】該ＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”になった
ら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すストロボモード設定ス
イッチ１７がストロボ発光モードになっているか否かを
チェックし（ステップＳ３）、ストロボ発光が禁止され
た通常の撮影モードならステップＳ５に進む。一方、ス
トロボ発光モードなら、ＣＰＵ７は、上記図１に示すス
トロボ発光制御部１５を介してストロボ１６を閃光発光
させてから（ステップＳ４）、ステップＳ５に進む。

【００２３】このステップＳ５では、ＣＰＵ７はＲ信号
ゲインとＢ信号ゲインとを初期値０に設定し、この初期
設定値０を電子ボリューム１１（図１参照）を介し（ス
テップＳ６）、カメラプロセス処理部５に供給して同処
理部５のＲゲイン設定、Ｂゲイン設定、つまりＲ信号増
幅系、Ｂ信号増幅系の調整電圧を０に設定する。従っ
て、同処理部５から出力されるＲ信号出力とＢ信号出力
とは何れも０になるが、Ｇ信号増幅系の調整電圧は可変
されていないので、Ｇ信号は基準値が出力される。ここ
で、電子ボリュームデータと、カメラプロセス処理部５
におけるＲ信号ゲイン、Ｂ信号ゲインとの関係は下記表
１のように仮定されている。

【００２４】

【表１】

【００２５】次に、ＣＰＵ７内のタイマ手段により後記
図３で説明する所定時間待機する（ステップＳ７）。こ
の所定時間は、画面のどの部分でホワイトバランスをと
るかに関連して決定されるもので、後記第２実施例で詳
述するが、この第１実施例ではＶブランキング期間が終
了して画像情報の読出しが開始されるまでとしている。

【００２６】所定時間待機したら、ＣＰＵ７はカメラプ
ロセス処理部５からＲ，Ｇ，Ｂ各信号を各Ａ／Ｄ変換器
１２，１３，１４でＡ／Ｄ変換してＣＰＵ７に取込む
（ステップＳ８）。この場合、上記初期設定によりＲ，
Ｂ各信号は０レベルになっているのに対し、Ｇ信号は基
準値になっている。

【００２７】ＣＰＵ７ではＲ／Ｇを演算して１と比較し
（ステップＳ９）、１に等しいか１より大なら、下記ス
テップＳ１０をジャンプしてステップＳ１１に進む。こ
の場合Ｒ，Ｂ各信号は上記ステップＳ５で０レベルに初
期設定され、Ｇ信号は基準値なので、 Ｒ／Ｇ＝０ ＜１ になる。従って、ステップＳ１０に進んでＲゲインを＋
１インクリメントしてステップＳ１１に進む。

【００２８】同様に、Ｂ信号についてもＢ／Ｇを演算し
て１と比較し（ステップＳ１１）、１に等しいか１より
大ならステップＳ１２をジャンプしてステップＳ１３に
進む。この場合も Ｂ／Ｇ＝０ ＜１ なので、Ｂゲインを＋１インクリメントする（ステップ
Ｓ１２）。

【００２９】このようにインクリメントされた各Ｒゲイ
ン、Ｂゲインのデータを電子ボリューム１１に設定して
（ステップＳ１３）、カメラプロセス処理部５における
Ｒ信号増幅系およびＢ信号増幅系の調整電圧をアップし
てステップＳ１４に進む。上記ステップＳ９とステップ
Ｓ１１にて演算で求めた信号比Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇを１と比
較して（ステップＳ１４）、少なくとも一方が、１より
小なら上記ステップＳ８に戻って上記ステップＳ８〜Ｓ
１４を繰返し実行し、 Ｒ／Ｇ≧１ かつ Ｂ／Ｇ≧１ になったら、ホワイトバランスがとれたことになるの
で、このフローを終了する。このように色系信号につい
て所定値との逐次比較動作によりホワイトバランス調整
動作を行うようになされている。図３は、本第１実施例
における各部動作のタイミングチャートで、時刻ｔ１で
ストロボモード設定スイッチ１７が押下され、同スイッ
チ１７からＣＰＵ７へ印加される信号レベルがアクティ
ブ“Ｈ”になると、この撮像装置はストロボ発光モード
になる。

【００３０】時刻ｔ２でワンタッチＷＢスイッチ８が押
下されると、同スイッチ８からＣＰＵ７へ印加される信
号がアクティブ“Ｌ”になる。これは、上記図２のフロ
ーチャートにおけるステップＳ１に対応するもので、以
後単に（Ｓ１対応）と略記する。

【００３１】上記時刻ｔ２を含むフィールドに続く１フ
ィールド期間は時刻ｔ３から始まって時刻ｔ４まで継続
するが、このフィールド開始時刻ｔ３になると、フィー
ルドの切換えに対応する信号で、垂直同期信号と略同一
のタイミングで発生するＶＤ信号がアクティブ“Ｌ”に
なり（Ｓ２対応）時刻ｔ５まで継続する。この場合上記
時刻ｔ１でストロボ発光モードに既に設定されているの
で（Ｓ３対応）、直ちにストロボ発光３１が行われる
（Ｓ４対応）。

【００３２】さて、上記ストロボ発光３１が行われるタ
イミングがクレーム上の所定の第１のタイミングで、こ
の図３では時刻ｔ３から開始されるとしたが、これはＶ
ブランキング期間内で、かつＣＣＤ固体撮像素子４の光
電変換が終了するまでの期間内であれば、上記時刻ｔ３
より若干遅延してもよい。また、上記ＶＤ信号がノンア
クティブになる時刻ｔ５より若干遅れた時刻ｔ６から１
フィールド期間が終了する時刻ｔ４までがクレーム上の
第２のタイミングに相当する。

【００３３】このストロボ発光３１による白い被写体１
（図１参照）からの反射光が撮像レンズ２，絞り機構３
を介しＣＣＤ４の受光面上に結像されるが、一様に白い
被写体からの反射光なので、上記受光面上の各画素に蓄
積された信号出力中のＲ，Ｇ，Ｂ各色成分は何れの画素
でも同一になる。

【００３４】上記ストロボ発光３１により白い被写体１
を撮像して得られたＣＣＤ出力は、Ｖブランキング期間
が終了する時刻ｔ６から読み出され、カメラプロセス処
理部５で信号処理されてＲ信号出力３２、Ｇ信号出力３
３、Ｂ信号出力３４が得られる。この場合Ｇ信号出力３
３は、前述したように基準値が出力されるが、Ｒゲイン
とＢゲインとはＣＰＵ７内で何れも０に初期設定３５が
行われるので、Ｒ信号出力３２とＢ信号出力３４とは太
い実線で示す０レベルになる（Ｓ５，Ｓ６対応）。

【００３５】上記初期設定３５が終了する所定時間（Ｓ
７対応）が経過した時刻ｔ７になると、ＣＰＵ７に上記
Ｒ信号出力３２、Ｇ信号出力３３、Ｂ信号出力３４がそ
れぞれＡ／Ｄ変換されて入力される（Ｓ８対応）。これ
ら各Ａ／Ｄ入力は、時刻ｔ８よりＣＰＵ７内で演算処理
つまり Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ を求めて１と比較され（Ｓ
９，Ｓ１１対応）、時刻ｔ９で＋１インクリメントされ
て（Ｓ１０，Ｓ１２対応）電子ボリューム１１にデータ
設定される（Ｓ１３対応）。このデータ設定によりカメ
ラプロセス処理部５で得られるＲ信号出力３２とＢ信号
出力３４は、それぞれ３２ａ，３４ａのレベルになる。

【００３６】時刻ｔ１０で再度Ａ／Ｄ入力して上記過程
を繰り返すことにより、Ｒ信号出力３２は、３２ｂ，３
２ｃ，…のレベルに段階状に上昇する。同様にＢ信号出
力３４も３４ｂ，３４ｃ，…のレベルに上昇する。そし
て、時刻ｔ１１における電子ボリュームデータ設定が行
われた後のＲ信号出力のレベル３２ｍをＧ信号出力３３
と比較し Ｒ／Ｇ≧１ になったのでカメラプロセス処理部５内のＲ信号系の演
算処理を終了する。

【００３７】同様に、時刻ｔ１２での電子ボリュームデ
ータ設定後に、Ｂ信号出力のレベル３４ｎをＧ信号出力
３３と比較し Ｂ／Ｇ≧１ になったのでＢ信号系の処理も終了する（Ｓ１４対
応）。なお、上記ではＲ信号増幅系のゲイン設定のほう
が、Ｂ信号増幅系のそれより先に完了するとしたが、こ
の逆の場合も有り得ること勿論である。

【００３８】さて、上記実施例におけるストロボ発光時
の被写体による反射光を含んでなる入射光を測光するに
は、露光中の全時間区間に亘って定時間で総露光量を測
定し、この総露光量が所定値に達した時点で露光動作を
終了するダイレクト測光方式でも、露光前にプリ測光し
て発光時間を予め設定するプリ測光方式でも、あるいは
この他の既存の測光露出制御方式でもかまわない。

【００３９】更に、ストロボ発光を行うか行わないかの
制御は、ストロボモード設定スイッチ１７の手動操作で
あっても、あるいは測光情報によるオートストロボであ
ってもよい。即ち、本実施例によりホワイトバランスを
調整する際には、ストロボ発光の有無を何等考慮する必
要がないということである。

【００４０】また、上記図２におけるステップＳ８〜Ｓ
１４、つまり上記図３における時刻ｔ９からｔ１３まで
の演算処理動作は、Ｒゲイン、Ｂゲインをそれぞれ＋１
つづインクリメントするようにしたが、とびとびに演算
処理し、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇが１に近づいたところから細か
く処理するようにしてもよい。あるいは初期値を０にし
てスタートするのでなく、例えばＲゲイン、Ｂゲインの
値の中間値からスタートすることも可能で、これらの手
段によって演算処理スピードを向上させることができ
る。

【００４１】図４は、本発明の第２実施例を示すホワイ
トバランス調整装置が適用された撮像装置の要部のブロ
ック構成図で、上記第１実施例では白い被写体１からの
反射光がＣＣＤ４の全領域に照射されるとして説明した
が、ＣＣＤの受光面全域に亘って照射される白い被写体
を探すのは困難な場合がある。そこでこの第２実施例で
はＣＣＤ４の全領域に代え、その一部の領域を用いてホ
ワイトバランスをワンタッチでとるようにしている。

【００４２】これは、例えば通常のカメラにおけるＡＦ
（オートフォーカス）エリアとか測光エリアに、上記ホ
ワイトバランスを調整するための一部領域（以下、ＷＢ
対象エリアと呼称する）を兼用できることも意味する。
そして、上記第１実施例と同じ構成部材には同じ符号を
付してその説明を省略し異なる部材についてのみ以下に
説明する。

【００４３】図４において、ＷＢ対象エリアを指定する
エリア設定スイッチ２１からのエリア指定信号がＣＰＵ
７に入力されると、同ＣＰＵ７はＷＢ対象エリア表示情
報をキャラクタミックス回路２２に送出する。すると、
同回路２２で上記表示情報がカメラプロセス処理部５か
らの画像情報とミックスされ、ＥＶＦ２３でモニタ表示
される。

【００４４】このように構成されたこの第２実施例にお
けるＷＢ対象エリアの設定方法を説明すると、上記第１
実施例における図２のステップＳ７で所定時間待機する
ようになっているが、この所定時間は、図３における時
刻ｔ６からｔ７までの時間である。そこでこの時刻ｔ６
からｔ７までの所定時間を、上記第１実施例ではＶブラ
ンキング信号が終了してＣＣＤの各画素からその蓄積画
像情報を時系列で読出し始めるところとしたが、この第
２実施例では所定時間を長くすることにより、例えばＣ
ＣＤ受光面の中央とか、撮影者が好むエリアを選択する
ようにしている。この場合、ホワイトバランスの調整動
作が終了する時点、即ち前記図３における時刻ｔ１１，
ｔ１２が１フィールド期間内でなければならないことは
言うまでもない。

【００４５】上記第２実施例によれば、１フィールド期
間内でホワイトバランスをとる点は上記第１実施例に同
じだが、ＷＢ対象エリアを一画面全部でなく小面積の局
部に限定、例えばＡＦエリアとか測光エリアと共通に設
定し、その小面積のエリア内に白い被写体が存在すれば
事足りるので、ストロボ撮影時における現実の色温度に
対応したホワイトバランスの調整がより容易になる。

【００４６】なお上記各実施例では、映像信号をアナロ
グ処理するカメラプロセス処理部５から出力されるＲ，
Ｂ，Ｇ各信号を各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４でＡ／
Ｄ変換してＣＰＵ７に入力するとして説明したが、ＣＰ
Ｕ７に上記Ａ／Ｄ変換機能を内蔵したものを用いれば
Ｒ，Ｂ，Ｇ各Ａ／Ｄ変換器１２，１３，１４が不要にな
る。更に上記カメラプロセス処理部５をディジタル化す
れば電子ボリューム１１も不要になる。

【００４７】また、上記各実施例では閃光発光手段をス
トロボとして説明したが、本発明はストロボ光に限定さ
れることなく、例えばフラッシュバルブ光等にも広く適
用可能である。

【００４８】更に、上記各実施例では白い被写体を撮像
してホワイトバランスをとるとしたが、一般に市販され
ているビデオカメラ等には撮像レンズの前面に白いレン
ズキャップが装着されているものもあり、この白いレン
ズキャップを被せた状態でホワイトバランスをとりたい
光源に向けて撮像すれば、白い被写体を撮像したときと
等価な効果が得られる。即ち、白いレンズキャップが拡
散板の役割をして、該光源からの光を平均化するので、
ＣＣＤから見ると全面が白い被写体を撮っているのと同
じになるからであり、このようなビデオカメラ等にも上
記各実施例は適用可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、閃光
発光手段を用いるモードにあるときに所定の操作手段が
操作されると、垂直ブランキング期間を含む所定のタイ
ミングで光を投射せしめるべく当該閃光発光手段を制御
し、上記タイミングで投射された投射光の被写体による
反射光を含んでなる入射光に対応する映像信号に対し
て、上記タイミングに続くフィールド期間内で色系信号
について所定値との逐次比較動作によりホワイトバラン
ス調整動作を行うようにしたので、ストロボ撮影時でも
現実の光源の色温度に対応したホワイトバランスの設定
が可能になるという顕著な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すホワイトバランス調
整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。

【図２】上記第１実施例におけるワンタッチＷＢ動作の
フローチャート。

【図３】上記図１における各部動作のタイミングチャー
ト。

【図４】本発明の第２実施例を示すホワイトバランス調
整装置が適用された撮像装置の要部のブロック構成図。

【図５】従来のホワイトバランス調整装置が適用された
撮像装置の要部のブロック構成図。

【符号の説明】

５，５ａ……………カメラプロセス処理部（映像信号処
理手段） ７……………………ＣＰＵ（光投射タイミング制御手
段） １１…………………電子ボリューム（調整手段） １２，１３，１４…Ａ／Ｄ変換器（調整手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閃光発光手段を用いるモードにあるとき
   に所定の操作手段が操作されると垂直ブランキング期間
   を含む所定のタイミングで光を投射せしめるべく当該閃
   光発光手段を制御するための光投射タイミング制御手段
   と、上記タイミングで投射された投射光の被写体による反射
   光を含んでなる入射光に対応する映像信号に対して、上
   記タイミングに続くフィールド期間内で色系信号につい
   て所定値との逐次比較動作により ホワイトバランス調整
   動作を行う調整手段と、 を具備してなることを特徴とするホワイトバランス調整
   装置。