JP2634601B2 - カメラの白バランス調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被写界を撮像し、該被写界を示す映像信号を
形成するカメラの白バランス調整装置に関する。

〔従来の技術〕

最近、固体撮像素子や撮像管等の撮像装置と、記録媒
体として安価で比較的記憶容量の大きな磁気ディスクな
どの回転磁気記録媒体を用いた記録装置とを組み合わ
せ、被写体を電子的にスチル撮影して回転磁気記録媒体
に記録し、画像の再生は別段のテレビジョンシステムや
プリンタなどで行う電子スチルカメラシステムが開発さ
れている。

このような電子スチルカメラのうちには被写界を撮像
し、静止画として記録するスチルモード及びビデオアダ
プタを接続することにより被写界をムービーカメラとし
て撮影するムービーモードといった撮影モードを備えた
ものがある。この電子スチルカメラではカラー画像を記
録する場合には撮影モードがスチルモードであるかムー
ビーモードであるかを問わず、撮影時の照明光の種類に
応じて白バランスを調整する必要がある。

これはカラーカメラには色彩に対して人間の眼のよう
な順応性がないので、被写界の白黒の色彩がモニタ受像
機においても同じ白黒の色彩として見えるように調整す
る必要があるからである。そこで照明光の色温度に応じ
て撮像ディバイスから得られた映像信号の色分解成分が
均一になるように、それらの増幅利得を調整するいわゆ
る白バランス調整を行うのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般にムービーカメラ（ビデオカメラ）では被写界の
色温度データが色温度検出手段より取り込まれた時点か
ら白バランスの調整が行われるまでの応答特性が比較的
に緩やかに設定されている。これは、自然界の色温度は
非常に広範囲にわたって時間的に変化するが、その変化
は緩慢であるのが通常だからである。

すなわちムービーカメラでは画面の相関性（連続性）
を重視するが故に白バランス調整の応答特性を緩慢にし
てあるのである。

一方、電子スチルカメラをスチルモードに設定して撮
影する場合にはシャッタチャンスは一瞬であり、その瞬
間の被写界の色温度に追従させて白バランス調整を行う
必要がある。例えばカメラを部屋の中に向けた後に部屋
の外に一瞬、向けて撮影するような場合が有り得るから
である。

ところで、電子スチルカメラのスチルモードには単写
モードと連写モードとがある。単写モードとはシャッタ
レリーズが行われた場合に被写界を一駒分だけ撮像し、
その静止画像を示す映像信号を記録する基本動作モード
である。

これに対して連写モードはシャッタレリーズが行われ
ている間に一定時間毎に連続的に被写界を撮像し、その
静止画像を示す映像信号を記録する動作モードである。

単写モードの場合には上述したようにシャッタレリー
ズの瞬間の被写界の色温度に追従させて白バランス調整
を行う必要があるが、連写モードでは事情が異なる。す
なわち、色温度センサは被写界（被写体）の反射光を検
出し、その検出出力に基づいて制御部で白バランス調整
が行われるので、連写モードにより例えば移動する被写
体を撮影するような場合に被写体の背景が次々に変化す
ると、その背景の色温度の変化に応じて白バランス調整
が行われることとなる。

従って被写体の画像が背景の色味を帯びる結果とな
り、連写モードにより撮影された複数の静止画像におけ
る同一の主要被写体の同質性（略同一の色相で撮影され
ること）が損なわれるという問題がある。

連写モードではムービーモードの場合と同様に撮影さ
れた一連の各画像の相関性が高い為に主要被写体の同質
性が要求される。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、連写モードでスチル撮影する際に被写界の色温度の
変化に影響されることなく主要被写体の同質性を保持し
得るカメラの白バランス調整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〕

本発明は前記目的を達成するために、シャッタレリー
ズが行われた際に被写界を一駒分だけ撮像し、その静止
画像を示す映像信号を形成する単写モードと、シャッタ
レリーズが行われている間に一定時間毎に連続的に被写
界を撮像し、その静止画像を示す映像信号を形成する連
写モードと、被写界を連続的に撮像して連続した映像信
号を得るムービーモードとを備えたカメラの白バランス
調整装置において、単写モード、連写モード及びムービ
ーモードのうちのいずれかに設定するためのモード設定
手段と、シャッタレリーズを行うための操作手段と、被
写界の色温度を検出し、該色温度を示す色温度信号を出
力する色温度検出手段と、前記映像信号の白バランスを
前記色温度信号から得られる色温度データに基づいて調
整する制御手段とを有し、該制御手段はモード設定手段
の設定出力及び操作手段の出力信号を取り込み、連写動
作中である場合には白バランス調整に用いる色温度デー
タの更新を禁止し、ムービーモードが設定されると、白
バランス調整に用いる色温度データの更新速度を前記単
写モード時の更新速度よりも遅くすることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明に係るカメラの白バランス調整装置では、モー
ド設定手段によって単写モード、連写モード及びムービ
ーモードのうちのいずれかのモードが設定され、その設
定されたモードに応じて白バランス調整が行われる。

即ち、連写モードによって連写動作中の場合には、白
バランス調整に用いる色温度データの更新を禁止する。
これにより、連写動作により撮影された各駒の静止画像
における主要被写体の色味は変化せず、主要被写体の同
質性を保持することができるようにしている。

また、ムービーモードが設定されると、白バランス調
整に用いる色温度データの更新速度を単写モード時の更
新速度よりも遅くする。即ち、自然界の色温度の変化は
緩慢であるのが普通であるが、ムービーモードの場合に
は、白バランス調整の応答性を緩慢にし、色の調子が頻
繁に変わらないようにし、安定性のある連続した映像が
得られるようにしている。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明に係るカメラの白バ
ランス調整装置の好ましい実施例を詳説する。第１図に
は本発明が適用される電子スチルカメラの白バランス調
整装置の一実施例の構成が示されている。同図におい
て、白バランス調整回路は主として撮像部10、撮像部10
から出力される三原色の分解色信号20R、20G、20Bをそ
れぞれ増幅する増幅器22R、22G、22B、出力部12、制御
部16、同期信号発生部30、単写モード又は連写モードを
選択するモード選択スイッチ32、色温度検出部34、A/D
変換器56及び撮影モードを設定するモード設定スイッチ
60から構成されている。

撮像部10は、例えばCCDなどのカラー固体撮像デバイ
スなどを含む撮像機構を有する。撮像デバイスの撮像セ
ルアレイには撮像レンズ14によって被写体の像が結像さ
れ、撮像デバイスはこれに応じた映像信号を生成する。

撮像部10は、制御部16から制御線18を通して駆動クロ
ックを受け、これに応動して３原色成分Ｒ、Ｇ及びＢに
分解された信号をそれぞれ増幅器22R、22G、22Bに出力
する。

また、撮像部10は、撮像デバイスへの露光を制限する
シャッタや絞りを有する。これらの動作は、制御部16か
ら制御線18を通して制御される。

増幅器22R、22G、22Bは制御部16から出力される制御
信号24R、24G、24Bによりその増幅利得が調整できるよ
うに構成された可変利得増幅器である。

モード設定スイッチ60は被写界を静止画として撮影す
るスチルモードまたは被写界をムービーカメラとして撮
影するムービーモードのいずれかの撮影モードに設定す
るためのスイッチであり、オン状態の場合はムービーモ
ード、オフ状態の場合はスチルモードにそれぞれ設定さ
れる。出力部は具体的には増幅器22R、22G、22Bから出
力される映像信号を装置外部に出力する出力端子と、前
記映像信号を静止画として磁気ディスクに記録する記録
部と、制御部16から出力される制御信号28により増幅器
22R、22G、22Bから出力される映像信号を撮影モードに
応じて出力端子側又は静止画記録部側に切り換える切換
回路とから構成されている。上記出力端子には撮影モー
ドがムービーモードに設定された場合に電子スチルカメ
ラをムービーカメラとして機能させるためにビデオテー
プに映像信号を記録する記録部であるムービーアダプタ
が接続できるように構成されている。

制御部16は、マイクロコンピュータ等から構成され、
同期発生部30から制御線32に供給される垂直同期信号VD
に応動して本装置の各部を制御する制御回路である。た
とえば、操作者の撮影指示に応動して撮像部10の露光を
制御し、また出力部12の記録や出力動作を制御する。ま
た撮影に際して、合焦制御、露出調整、白バランスの調
整などの種々の制御を行う。

色温度検出部34は被写界の色温度を検出し、該色温度
に応じた色温度信号を出力する回路であり、その色温度
信号36はA/D変換器56を介して制御部16に出力されるよ
うに構成されている。

色温度検出部34は撮像レンズ14の向いている被写界か
ら入射光40を受け、これに応動して光起電流が変化する
色温度検出素子38を有する。その入射光側には、入射光
40の赤（Ｒ）成分を透過する光学フィルタ42R、及び青
（Ｂ）成分を透過する光学フィルタ42Bが配設されてい
る。

色温度検出素子38は、一対のフォトダイオード38R及
び38Bが互いに逆の極性に直列に接続され、それぞれの
電極が対数変換回路44に接続されている。フォトダイオ
ード38R及び38Bは、それぞれ光学フィルタ42R及び42Bに
対応して配設されている。対数変換回路44は、フォトダ
イオード38R及び38Bの光起電流に応じてそれらに流れる
電流を対数圧縮する回路であり、その出力端からは入射
光40のＲ成分に対応した信号Ｒと入射光40のＢ成分に対
応した信号Ｂとが減算回路48に出力されるようになって
いる。減算回路48は、両信号ＲとＢの差分をとり、その
差分及び極性に応じた直流レベル信号を増幅器52に出力
する演算回路である。

レリーズボタン26は２段ストローク動作し、その最初
の行程でスイッチSW1が閉成して各回路部に電源が供給
され、更に押しこまれた時にスイッチSW2が閉成する。
スイッチSW2が閉成された時点で制御部16はシャッタレ
リーズ、撮影、記録を行うように動作する。

モード選択スイッチ32はシャッタレリーズが行われた
際に被写界を一駒分だけ撮影し、その静止画像を示す映
像信号を記録媒体に記録する単写モードか又はシャッタ
レリーズが行われている間に一定時間毎に連続的に被写
界を撮像し、その静止画像を示す映像信号を記録媒体に
記録する連写モードのいずれかの動作モードを選択する
スイッチである。連写モードではレリーズボタン26のス
イッチSW2がオン状態になっている期間中、一定時間
（例えば1/6秒、1/10秒）毎に被写界の撮像・記録が行
われる。

連写動作はモード選択スイッチ32が連写モード（オン
状態）に設定され且つレリーズボタン26が押されてスイ
ッチSW2がオン状態になった時に行われる。

尚、この他に連写速度（秒当たりの駒数で示される）
を設定する設定スイッチが実際には設けられているがこ
こでは省略する。

上記構成において入射光40のＲ成分とＢ成分の比に応
じてフォトダイオード38Rと38Bの光起電流に差が生じ、
これは対数変換回路44に電流信号として入力される。こ
れは、対数変換回路44にて対数圧縮されて減算回路48に
入力される。減算回路48では両成分信号ＲとＢの差をと
り、この差を示す信号は増幅器52で増幅されて直流レベ
ル信号として出力される。この出力信号は、Ｒ成分とＢ
成分の差の大小及び極性に応じた正負の符号を有する直
流レベル信号として出力される。A/D変換器56は、同期
信号発生部30からクロック信号58を受けて、この直流レ
ベル信号を対応するディジタルデータに変換し、これを
制御部16に出力する。

制御部16は、後述する処理を行い、このＲ成分光とＢ
成分光の差を示すデータすなわち色温度データを同期信
号発生部30から出力される垂直同期信号VDに同期してA/
D変換器56から読み込み、これを解析して入射光40の色
温度を判定する。制御部16は、この判定結果に応じて可
変利得増幅器22R及び22Bの、また場合によっては同22G
の利得を調整し、撮像レンズ14を通して撮像部10に入射
する白色光について３つの増幅器22R、22G及び22Bから
出力部12に出力される映像信号成分のレベルが相対的に
実質的に等しくなるようにする。これによって、本装置
で出力部12に得られる映像信号の白バランスが適切に調
整される。

次に制御部16により実行される色温度データ取込みル
ーチンの内容を第２図のフローチャート及び第３図のタ
イミングチャートを参照して説明する。同図においてパ
ワースイッチとして機能するレリーズボタン26のスイッ
チSW1が時刻t₁（第３図（ａ））でオン状態になるとプ
ログラムが起動され、ステップ100で初期設定が行われ
る。

ここでＦはこのルーチンの処理回数を計数するソフト
カウンタの計数値であり、D₀は白バランス調整に用いる
色温度データ、ＬはフラグＫの前回の状態を示すフラグ
である。因にフラグＫは色温度データD₀とA/D変換器56
から読み込まれた色温度データD_Tとの差D_Xが一定範囲外
にあるか否かによりセットまたはリセットされるフラグ
である。

カメラの電源が投入されてから撮影準備状態に至るま
での時間が非常に短いスチルモードでは色温度データの
取り込みから白バランス調整の為の信号処理を開始する
まで応答時間を短くする必要がある。そこでこのルーチ
ンを１回、処理しただけで白バランス調整に使用する色
温度データD₀が確立するように、初期設定ではＦ＝２、
D₀＝0K、Ｌ＝０に設定される。尚、色温度データD₀（D_T
も同様である）は実際には「Ｋ」の単位では与えられな
いが、説明の便宜上、このように示すものとする。

さて、初期設定が行われた後に、ステップ101で制御
部16に同期信号発生部30より垂直同期信号VDが入力され
たか否かが判定され、入力されてない場合には入力され
るまで待ち、垂直同期信号VDが入力された時点（時刻t₁
（第３図（ｂ））でステップ102に移行する。

ステップ102では垂直同期信号VDに同期して（時刻t₁
で）色温度データD_TがA/D変換器56より取り込まれる。

ステップ103〜109の処理により色温度データD₀とステ
ップ102で取り込まれた色温度データD_Tとの差分D_X（＝D
₀−D_T）が時間経過と共に同一方向に変化したか否かが
判定されるようになっている。

まずステップ103でD_X≧Ｘであるか否かが判定され
る。ここでＸは被写界の色温度が明らかに変化した場合
にのみ色温度データD₀の更新を行い、僅かな変化では更
新しないようにするために適当な値（本実施例ではＸ＝
100K）に設定される。

ステップ103では既にD₀＝0Kに設定されているからD_X
＝−D_Tとなり、撮影時の被写界の照明光の色温度は少な
くとも2,000〜3,000KはあるからD_X≦−Ｘとなる。従っ
てこの場合にはステップ106でフラグＫがリセットさ
れ、次いでステップ107でＫ＝Ｌであるか否かが判定さ
れる。既に初期設定でＬ＝０に設定されているのでＫ＝
Ｌ＝０となり、フラグＫの内容をフラグＬの内容とし、
すなわちＬ＝０とし、カウンタＦの内容を１だけインク
リメントする（ステップ108、110）。

カウンタＦの内容は既に初期設定でＦ＝２になってい
るのでステップ110でインクリメントされた結果、Ｆ＝
３となる。

ステップ112ではモード設定スイッチ60の設定出力に
基づいて設定されている撮影モードがスチルモードであ
るかムービーモードであるかの判定が行われる。スチル
モードに設定されていると判定された場合には連写中で
あるか否かが判定され、連写中である場合にはカウンタ
Ｆをリセットした後、連写中でない場合には直接、ステ
ップ115に移行する（ステップ113、114）。

連写中でああるか否かは、シャッタレリーズボタン26
のスイッチSW2がオン状態で且つ連写モードスイッチ32
がオン状態であるか否かにより判定される。

このように連写モードである場合にカウンタＦをリセ
ットするのは連写モードではムービーモードの場合と同
様に連続的に撮影される写真の相関性が高いので主要被
写体の色味が変化しないように色温度データD_Oの更新を
禁止するためである。

更にステップ115ではカウンタＦの内容がＦ＝３であ
るか否かが判定される。Ｆ≠３と判定された場合にはス
テップ101に戻るが、プログラムが起動されて、最初に
このルーチンを実行する場合には既にステップ110でＦ
＝３となっているので、ステップ116ではステップ102で
A/D変換器56から取り込んだ色温度データD_Tを白バラン
ス調整に使用する色温度データD₀とし（時刻t₁（第３図
（ｃ）、（ｄ））、ステップ117でカウンタＦをリセッ
トしてステップ101に戻る。従ってプログラムが起動さ
れて最初にこのルーチンが実行された際に実際の被写界
の色温度データD_Tがステップ117で色温度データD₀とし
て置換されるので、即座に白バランス調整が可能な状態
となる。

同様にしてステップ101で時刻t₂において垂直同期信
号VDが入力されると、色温度データD_Tが読み込まれる
（ステップ102）。更にステップ103で前回と今回の色温
度データの差分D_XがD_X≧Ｘであるか否かが判定される。

−Ｘ＜D_X＜Ｘである場合には色温度データD_Tは変化が
ないものとして扱われ、フラグＫはリセットされると共
にフラグＫの内容をフラグＬの内容とし、カウンタＦは
リセットされる（ステップ104、109、111）。

また、D_X≦−Ｘである場合には前回と同様にステップ
106でフラグＫがリセット状態とされ、ステップ107に進
む。本実施例では差分D_Xは第３図（ｄ）に示すように色
温度データD_Tの値が時刻t₁〜t₅で上昇傾向をたどり、こ
の期間ではD_X≧Ｘであるものとする。

従ってステップ103ではD_X≧Ｘと判定され、フラグＫ
はセットされ、更にＫ＝Ｌであるか否かが判定される
（ステップ105、107）。ここで前回のフラグＫの状態、
すなわちフラグＬはＬ＝０となっているからステップ10
7ではＫ≠Ｌであると判定され、フラグＫ（＝１）の内
容をフラグＬの内容とし、カウンタＦはリセットされる
（ステップ109、111）。ステップ112〜117は同様に処理
される。

このようにして実質的に時刻t₂でカウンタＦがリセッ
トされた後にD_X≧Ｘの状態下において更に３回、このル
ーチンが実行された際、換言すればカウンタＦの内容が
Ｆ＝３となる時刻t₅でステップ116によりこの時点でA/D
変換器56より読み込まれた色温度データD_Tが色温度デー
タD₀に置換される。D_X≦−Ｘの傾向が時刻t₁〜t₅の期間
で連続した場合についても同様である。すなわち、被写
界の色温度が一定値以上の幅で同方向に連続して変化し
た場合（本実施例では垂直同期信号VD（1/60sec）の周
期で４回、|D_X|≧Ｘの状態が連続した場合）に白バラン
ス調整に使用する色温度データD₀はその時点（本実施例
では時刻t₅）で読み込まれた色温度データD_Tにより更新
されるのである。

一方、撮影モードがムービーモードに設定されている
場合には|D_X|≧Ｘの状態が垂直同期信号VDの周期で60
回、連続した場合（Ｆ＝59の場合）にその時点に読み込
まれた色温度データD_Tにより色温度データD₀が更新され
る（ステップ118、116）。

このように本実施例では被写界の色温度が同一方向に
ある一定値以上の幅で連続的に変化した場合においてス
チルモードとムービーモードとで色温度データD₀を更新
する周期が異なるように構成されており、スチルモード
では垂直同期信号VDが４回、出力される時間T₁（＝1/60
×４＝66.4msec）毎に、またムービーモードでは垂直同
期信号VDが60回、出力される時間T₂（＝1/60×60＝1se
c）毎に更新するようになっている。

従って本実施例によれば色温度データが取り込まれて
から白バランス調整のための信号処理が開始されるまで
の応答特性を設定された撮影モードに応じて適切となる
ように変更することができる。

本実施例では制御部16により実行されるプログラムに
より設定された撮影モードに応じた上記応答特性を得る
ように構成したが、これに限定されずに、例えば第４図
に示すように色温度検出部34とA/D変換器56との間に、
コンデンサＣ、抵抗Ｒ及びアナログスイッチにより時定
数CRを変更可能に構成されたローパスフィルタ70を設
け、このローパスフィルタ70のアナログスイッチを制御
部16より出力される制御信号により撮影モードに応じて
切り換えて時定数を変更することにより撮影モードに応
じた応答特性を得ることができる。この場合に当然のこ
とながらスチルモードの場合にはムービーモードの場合
に比してローパスフィルタ70の時定数は小さくなるよう
に設定される。

尚、上記実施例では本発明が電子スチルカメラに適用
される場合について説明したが、これに限らず、例えば
VTRに電子シャッタ機能を持たせて、スチル撮影を行う
場合にも本発明を適用することは可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明では連写動作中である場
合には白バランス調整に用いる色温度データの更新を禁
止するように構成したので、本発明によれば連写モード
でスチル撮影する際に被写界の色温度の変化に影響され
ることなく主要被写体の同質性を保持することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される電子スチルカメラの白バラ
ンス調整装置の一実施例の構成を示すブロック図、第２
図は第１図に示した制御部により実行されるプログラム
の内容を示すフローチャート、第３図は色温度データD₀
が更新される状態を説明するためのタイミングチャー
ト、第４図は本発明の他の実施例の要部の構成を示すブ
ロック図である。 10……撮像部、16……制御部、22R、22G、22B……可変
利得増幅器、26……レリーズボタン、30……同期信号発
生部、32……連写モードスイッチ、34……色温度検出
部、60……モード設定スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 義男 東京都港区西麻布２丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (72)発明者 島谷 浩 東京都港区西麻布２丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−274888（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シャッタレリーズが行われた際に被写界を
   一駒分だけ撮像し、その静止画像を示す映像信号を形成
   する単写モードと、シャッタレリーズが行われている間
   に一定時間毎に連続的に被写界を撮像し、その静止画像
   を示す映像信号を形成する連写モードと、被写界を連続
   的に撮像して連続した映像信号を得るムービーモードと
   を備えたカメラの白バランス調整装置において、 単写モード、連写モード及びムービーモードのうちのい
   ずれかに設定するためのモード設定手段と、 シャッタレリーズを行うための操作手段と、 被写界の色温度を検出し、該色温度を示す色温度信号を
   出力する色温度検出手段と、 前記映像信号の白バランスを前記色温度信号から得られ
   る色温度データに基づいて調整する制御手段とを有し、 該制御手段はモード設定手段の設定出力及び操作手段の
   出力信号を取り込み、連写動作中である場合には白バラ
   ンス調整に用いる色温度データの更新を禁止し、ムービ
   ーモードが設定されると、白バランス調整に用いる色温
   度データの更新速度を前記単写モード時の更新速度より
   も遅くすることを特徴とするカメラの白バランス調整装
   置。