JP2744249B2 - ホワイト・バランス調整装置 - Google Patents

ホワイト・バランス調整装置

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JP2744249B2 JP63136783A JP13678388A JP2744249B2 JP 2744249 B2 JP2744249 B2 JP 2744249B2 JP 63136783 A JP63136783 A JP 63136783A JP 13678388 A JP13678388 A JP 13678388A JP 2744249 B2 JP2744249 B2 JP 2744249B2
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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、ホワイトバランス調整装置を有する撮像装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、カラー撮像装置のホワイト・バランス調整装置
として、外部センサによって測色する自動追尾式の装置
が知られている。
第3図は従来のホワイト・バランス調整装置を示すブ
ロツク図で、1は光源の赤,緑,青成分を検出し、光電
変換を行う測色センサ、2はこの測色センサ1で得られ
た光源光の赤,緑,青成分を対数圧縮する対数圧縮回
路、3はこの対数圧縮回路2の出力の引算を行う作動回
路、5は被写体光を光電変換しR,G,B出力として検出す
る撮像系、6,7はそれぞれ撮像系5のR,B出力を増幅する
R信号アンプ、B信号アンプ、8は所定の信号を得るた
めの信号処理系である。また、12は測色センサ1への入
射光が少ないときに、測色センサ1の出力の代わりにR
信号アンプ6,B信号アンプ7を制御するための定電圧を
出力する定電圧出力回路、13は測色センサ1の出力と定
電圧出力回路12の出力を切換えるスイツチである。
第3図において、測色センサ1で光源光の赤,緑,青
成分に相当するSR,SG,SBの信号を出力する。出力された
SR,SG,SBの信号は対数圧縮回路2で対数圧縮され、出力
logSR,logSG,logSBを得る。対数圧縮回路2で圧縮され
た出力は、差動回路3へ送られ、差動回路3でRとG,B
とGの対数の差をとり、R信号アンプ6,B信号アンプ7
のアンプの制御電圧に変換される。R信号アンプ6,B信
号アンプ7では、撮像系5からの撮像信号を前記制御電
圧で増幅しホワイト・バランス調整を行う。
この際、周囲光が低照度の場合には、測色センサ1,対
数圧縮回路2の出力の誤差分が増幅し、ホワイト・バラ
ンス調整が不適正となる。そこで第3図の様な従来の装
置では、周囲光の照度としてlogSGを検出し、その検出
出力logSGがある一定の基準レベルを下まわったらスイ
ツチ13により測色センサ1,対数圧縮回路2,差動回路3で
導出した制御電圧から定電圧出力に切換えて制御を行う
ようにしていた。この場合、定電圧出力としては、低照
度状態で一般に想定される低色温度(ろうそく,タング
ステン光相当)の光源に設定する。
以上のことより、低照度時にホワイト・バランスが大
幅にずれる危険性を少なくしようとしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の如く、従来のホワイト・バランス調整装置で
は、周囲光の照度検出出力が一定値を下まわると制御電
圧を定電圧出力に固定し、またその一定値を上まわれ
ば、もとに戻すため、前記一定値を境としてホワイト・
バランスが変化しやすく見苦しくなる、とくに周囲光が
定電圧で想定した色温度と全くかけはなれていた場合に
は、極めて大きなホワイト・バランスの変化となり、目
立ってしまう。また蛍光灯の様にフリツカーのある光源
下では変化しやすくなる。
この発明はかかる従来の問題点を解決し、ホワイト・
バランス変化の頻度を減らすためになされたものであ
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、被写体光を
電気信号に変換する撮像手段と、該撮像手段から得られ
た電気信号のホワイトバランスを調整するためのホワイ
トバランス調整手段と、該ホワイトバランス調整手段の
調整範囲を制限する制限手段と、周囲光量を検出する検
出手段と、該検出手段により検出された周囲光量が所定
の第1のレベルを下回った場合に前記ホワイトバランス
調整範囲を狭くするように前記制限手段を制御すると共
に、その後前記周囲光量が前記第1のレベルよりも大き
い第2のレベルを上回るまでは前記ホワイトバランス調
整範囲を広げないように前記制限手段を制御する制御手
段と、を有するものである。
〔作用〕
上記の構成を有することにより、低照度時において適
切なホワイト・バランス調整を行い、かつ、それに伴な
う不快な色の変化も大巾に減少することができる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例であるホワイト・バラン
ス調整装置のブロツク図、第4図は第1図を説明するた
めの制御電圧制限図、第5図は第1図を説明するための
フローチヤートである。
第1図において、4は差動回路3の出力からゲイン制
御電圧を導出するためのマイクロコンピユータ(以下マ
イコンという)であり、9はこのマイコン4における演
算に必要な定数を記憶しているメモリであり、また、第
3図と同一符号は同一または相当部分を示す。
以下、第1図,第4図,第5図を用いて本発明の第1
実施例について説明する。
まず、第3図の装置と同様に測色センサ1で光源光の
R,G,B成分値、SR,SG,SBを導出し、対数圧縮回路2で対
数圧縮を行い、差動回路3でlogRとlogG,logBとlogGの
差をとって、log(SR/SG),log(SG/SB)を得る。この
出力log(SR/SG),log(SG/SB)及びlogSGをマイコン4
に入力し、R信号アンプ6,B信号アンプ7で適正にホワ
イト・バランス補正を行うための制御電圧を導出する。
以下、第5図を用いて制御電圧導出方法について説明す
る。まずステツプ(1)で初期値としてN=0が与えら
れる。
入力されたlog(SR/SG),log(SG/SB),logSGはマイ
コン4内のA/Dコンバータでデイジタル信号に変換さ
れ、それぞれX,Y,Lとして読込まれる。(ステツプ
(2)) 次に、明るさの第1の限界基準値として、メモリに記
憶されているLth1とLを比較する(ステツプ(3))。
この際、Lは周囲の光量値の対数に正比例しているので
周囲が第1の限界基準値Lth1の示す明るさより明るけれ
ば、L>Lth1となる。L>Lth1の場合には、第2の限界
基準値Lth2と比較する(ステツプ(4))。ただし、L
th2はLth1より明るい光に相当する値(Lth2>Lth1)で
ある。
ここで、Lth2はホワイト・バランス制御の低輝度補正
の始まる明るさに対応し、Lth1はホワイト・バランス制
御の低輝度補正が最も極端に行われる明るさに対応し、
Lth1以下の明るさに対しては、それ以上の補正は行わな
い。
さて、L>Lth1で、かつL>Lth2の場合、ステツプ
(5)でN=0かどうかをチエツクしN=0即ち、低輝
度補正を行う必要のない明るさの時には、まず、ステツ
プ(6)においてXに対応する下限値dとXとを比較
し、X≦dであればX=dとおき(ステツプ(18))、
X>dであればそのままとする。次に、ステツプ(7)
において、Xに対する上限値eとXとを比較し、X≧e
であればX=eとおき(ステツプ(19))、X<eであ
ればそのままとする(尚d,eの値については第4図に示
されているとおりである)。
同様にYについても、ステツプ(8),(9)からY
≦f,Y≧g(f<g)ならばそれぞれY=f(ステツプ
(20)),Y=g(ステツプ(21))として、Y>f,Y<
gならばそのままとする。以上、第5図のフロー(イ)
によって、X,Yは第4図1点鎖線の中にあると限定する
ことができる。
次に、ステツプ(10)においてa・x+bを演算し、
この値をY′としてYと比較する。つまり、第4図にお
いてY座標がY=a・x+bの直線より上にあるか下に
あるかを判断するわけである。例えば、A点はY=a・
x+bの直線より上にあり、Y′<Yとなる(ステツプ
(11))。この場合はA座標・A(X,Y)はそのままと
する。一方B点はY=a・x+bの直線より下にあり
Y′>Yとなるので(ステツプ(13))、B(X,Y)の
X,YをX=X″=X−a2/(1+a2),Y=Y″=Y+a/
(1+a2)とし(ステツプ(22))、第4図のB″
(X″,Y″)に移動する。この際、B点をB′点即ち、
B′(X,Y′)に移動してしまうと、黒体放射光の色変
化を示す直線nに対し、垂直な方向の移動にならないの
でホワイト・バランス調整に大きな誤差を生じる。一
方、B″点への移動ならば、直線nに対し垂直な方向な
ので、物体色の影響のみを除去し、ホワイト・バランス
調整に誤差を生じないことになる。
次に、ステツプ(12)において、ax+c(c>b)を
演算し、この値をY′としてYと比較する。つまり、第
4図においてY座標がY=ax+cより上か下かを判断す
るわけである。そして下である場合、即ち、Y′>Y
(ステツプ(13))ならばそのままとし、Y′≦Yなら
ばB(X,Y)のX,YをX=X″=X+a2/(1+a2),Y=
Y″=Y−a/(1+a2)(ステツプ(23))とする。以
上、第5図フロー(ロ)及び(イ)によって(X,Y)は
第4図斜線部分に限定できる。そしてこの限定の効果と
して、物体色の影響をあまり受けずに済む。また、直線
nの黒体放射光より緑色の強い領域は限定範囲を広め
(第4図直線n左上部)にしておくことで蛍光灯等の緑
色に強い光源においても適正なホワイト・バランス調整
が行える。
次に、L>Lth1,L<Lth2(L=logSGが示す明るさは
第1の限界値よりは明るく、第2の限界値より暗い)の
場合では、まずステツプ(4′)でN=1とし、次いで
ステツプ(27)に進みメモリに記憶させておいた定数m
により、m・(L−Lth1)を求め、lを得る(ここで、
mは、L=Lth1の場合l=0、L=Lth2の場合l=1と
なるように、m=1/(Lth2−Lth1)とする)。また収束
点としては極めて暗くなり、L=Lth1となったときのX,
Yのとるべき値Z(XZ,YZ)をメモリに記憶させておき、
そのXZ,YZ及びlによって d=XZ−(XZ−d)・l e=XZ+(e−XZ)・l f=YZ−(YZ−f)・l g=YZ+(g−YZ)・l を計算する(ステツプ(28),(29),(30),(3
1))。
また直線nは傾きaであるから、その切片yは YZ=a・XZ+y ∴y=YZ−a・XZ 従って、直線nはa・XZ,YZで表すと Y=a・X+(YZ−a・XZ) となる。
そして、その直線Y=aX+b,Y=aX+cの切片b,cを
XZ,YZ,lにより b=b+(YZ−a・XZ−b)・l c=c−(c−YZ+a・XZ)・l とする(ステツプ(32),(33))。
以上、計算した定数をもとにして、前記のL>Lth1,L
>Lth2の場合と同様にX,Yの範囲を限定すると、暗くな
ってlが0に近づく程、限定範囲は狭くなっていくこと
になる(第4図の方向)。そして、l=0になるとX
=XZ,Y=YZとなる。そして、ステツプ6へ移る。
又ステツプ(3)でL<Lth1(L=logSGが示す明る
さが第1の限界値より暗い)場合にはd=e=XZ,f=g
=YZとなり、X,Yのとる値はそれぞれXZ,YZのみとなる
ロ。以上のLth1,Lth2は撮像装置のスペツクに合わせて
決め、また、XZ,YZの値は最暗時にどの光源を設定する
かにより決定する。
さて、以上のようにして求めたX,Yによりステツプ(1
4)でコントロール電圧CR,CBをCR=h・X+i,CB=j・
Y+kの式によって導出し、CR,CBをマイコン4内のD/A
コンバータにてR信号アンプ6,B信号アンプ7に送り、
ホワイト・バランス調整を行う(ステツプ(15))。→
ハ 第2図はこの発明の他の実施例を示すブロツク図で、
10は対数圧縮回路2の出力logSR,logSBからlog(SR/
SB),log(SR/SB)を導出する演算回路、11はこの演算
回路10の出力log(SR/SB),log(SR/SB)の出力によっ
て制限するアナログ系のリミツタ回路であり、第1図,
第3図と同一符号は同一または相当部分を示す。
第2図において、測色センサ1から光源の赤成分SR
青成分SBが出力され、対数圧縮回路2で対数圧縮されて
logSR,logSBを得る。演算回路10でlog(SR/SB)及びlog
(SR/SB)を差動,加算により得る。
ロそして、ステツプ(17)で、N=1としてステツプ
(6)へ進む。
ハステツプ(15)へ進んだ後は再びステツプ(2)へ
戻りX,Y,Lを入力し、前記と同様の動作をする。
但し、ステツプ(5)でN≠0の場合はステツプ(2
4)へ進む。Lが第3の限界値Lth3以下であればステツ
プ(6)へ進む。又、L>Lth3であれはステツプ(25)
でN=0としてからL=Lth2として(ステツプ(2
6))、ステツプ(27)へ進む。
つまり、1度L<Lth2となり、低輝度補正を行ったら
L>Lth3とならない限り、制御電圧をそのまま限定する
ことになり、Lth3をLth3>Lth2と設定することで、ヒス
テリシス特性を得ることができる。
また、NをE2PROMに書き込むことにより前記のマイコ
ン動作はカメラの電源をOFFしても次の撮影時にも行わ
れることになる。
次に、log(SR/SB)を明るさの情報として、この値が
一定レベルL1を越えて小さくなったら、リミツタ回路11
を働かせlog(SR/SB)の値を限定する。そして、log(S
R・SB)の値に応じてリミツタの度合を強めるような回
路に構成し、R信号アンプ6,B信号アンプ7のアンプ制
御用の電圧CR,CBを導出することにより機能する。そし
てスレツシヨルド・レベルL1を可変可能として、リミツ
タ回路を構成し、低輝度時はL1を高くし通常はより低く
することでヒステリシスを実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、この発明により低輝度時も、大
きなホワイト・バランスズレを生じず、かつ、ホワイト
バランスの変化による色のバラツキを防止することを可
能とした。とうに蛍光灯下でのフリツカによる影響を防
止できた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるホワイト・バランス
調整装置のブロツク図、第2図はこの発明の他の実施例
を示すブロツク図、第3図は従来のホワイト・バランス
調整装置を示すブロツク図、第4図は第1図を説明する
ための制御電圧制限図、第5図は第1図を説明するため
のフローチヤートである。 図中、 1:測色センサ、2:対数圧縮回路 3:差動回路、4:マイコン 5:撮像系、6:R信号アンプ 7:B信号アンプ、8:信号処理系 9:メモリ、10:演算回路 11:リミツタ回路、13:スイツチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体光を電気信号に変換する撮像手段
    と、 該撮像手段から得られた電気信号のホワイトバランスを
    調整するためのホワイトバランス調整手段と、 該ホワイトバランス調整手段の調整範囲を制限する制限
    手段と、 周囲光量を検出する検出手段と、 該検出手段により検出された周囲光量が所定の第1のレ
    ベルを下回った場合に前記ホワイトバランス調整範囲を
    狭くするように前記制限手段を制御すると共に、その後
    前記周囲光量が前記第1のレベルよりも大きい第2のレ
    ベルを上回るまでは前記ホワイトバランス調整範囲を広
    げないように前記制限手段を制御する制御手段と、 を有する撮像装置。
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