JP2750574B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2750574B2
JP2750574B2 JP62125819A JP12581987A JP2750574B2 JP 2750574 B2 JP2750574 B2 JP 2750574B2 JP 62125819 A JP62125819 A JP 62125819A JP 12581987 A JP12581987 A JP 12581987A JP 2750574 B2 JP2750574 B2 JP 2750574B2
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imaging
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals
    • H04N23/88Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals for colour balance, e.g. white-balance circuits or colour temperature control

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)
  • Processing Of Color Television Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はビデオカメラの撮像装置に関するものであ
る。 [従来の技術] ビデオカメラのホワイト・バランス装置は、近年ビデ
オカメラが小型化,軽量化され家庭用としても普及する
につれ、自動ホワイトバランス装置が多く提案されてい
る。この自動ホワイト・バランス装置は容易な操作、ま
たは全く操作なしにホワイト・バランス調整が行われる
ものである。そのうち、特に自動追尾方式と呼ばれる方
式が提案されている。これは、ビデオカメラの撮像信号
中より分離した色信号または撮像系とは別に設けた、被
写体付近の照明の色温度を検出する色温度センサの出力
の色信号により、常時ホワイト・バランス調整を行う方
式である。この方式によると、撮影者がホワイト・バラ
ンス調整を意識しなくても、常に自動的にホワイト・バ
ランスが良好な状態に保たれるため、使用上非常に利点
がある。 [発明が解決しようとする問題点] 上述のような従来のホワイト・バランス装置では、撮
影者の作画上の意図によりカメラを上下左右に動かす
(パンニング)、もしくはカメラを傾ける(チルティン
グ)等の操作を行った場合や、被写体が画面上を移動し
た場合に、上述の色信号中の色成分の比率が変化し、撮
像された画像の色が変化してしまい、見苦しいという欠
点があった。また、この欠点を補うため、上述の色信号
出力を比較的大きな時定数(例えば数十秒程度)を有す
る回路を通して、ホワイト・バランス調整を行う方式も
提案されているが、この方式では、電源投入時や、例え
ばレンズキャップをはずす等撮像条件が大きく変化する
際等に調整が良好になるまでに時間がかかってしまい、
使用上不便であるという問題があった。 この発明はかかる従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、状況の変化に伴う色成分の比率の変化に対
しても、素早くホワイト・バランス調整を行うことので
きる撮像装置を提供することを目的とする。 [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、この発明の撮像装置
は、被写体像を電気的な像信号に変換する撮像手段2
と、被写体の色温度に応じた情報を形成する色温度情報
形成手段5と、該色温度情報形成手段の出力に基づき前
記撮像手段の出力のホワイトバランスを制御するホワイ
トバランス制御手段3と、前記撮像手段における撮像条
件の所定の基準値以上の変化を検出する検出手段7と、
前記検出手段によって前記撮像条件の所定の基準値以上
の変化が検出された場合に前記ホワイトバランス制御手
段の応答特性を比較的早めるよう制御する応答特性制御
手段6とを有することを特徴とする。 [作用] 上記の構成を有することにより、撮影の状況の変化に
も安定して、高精度のホワイト・バランス調整を行うこ
とができる。 [実施例] 第1図は本発明の一実施例を示す撮像装置のブロック
図である。1は撮像光学系でる光学フィルタ及び絞りを
含むレンズ、2は撮像素子、3は撮像信号の輝度及び色
の処理を行いカラーテレビジョン信号を生成するプロセ
ス部、4は出力端子、5は被写体付近の照明光の色温度
を検出する色温度センサ、6は入力色信号を入力時間信
号に応じて処理する可変処理部、7は制御信号を発生す
る制御信号発生部、8は制御信号により時間信号を発生
する時間信号発生部である。 第1図において、不図示の被写体の像はレンズ1によ
り撮像素子2の撮像面上に結像された光電変換されて撮
像信号SDになり、プロセス部3において輝度信号及び色
信号が分離され、各々処理されカラーテレビジョン信号
SVに変換されて、出力端子4より不図示の外部機器に出
力される。また、色温度センサ5により上述被写体の周
囲の照明光の色温度が検出されて色温度信号STC1が生成
され、可変処理部6に入力される。 一方、制御信号発生部7により不図示のカメラ制御信
号及びカメラの各部の信号より、制御信号SCが発生さ
れ、時間信号発生部8に入力される。時間信号発生部8
では制御信号SCをもとに、時間と共に変化する時間信号
STが発生されて可変処理部6に入力される。可変処理部
6では色温度センサ5より入力された色温度信号STC1に
対し、時間信号STに従って可変処理部6での処理を行っ
て、時間と共に変化する色温度信号STC2を発生し、プロ
セス部3に入力し、撮像信号から得られた色信号の利得
の制御を行ってホワイト・バランス調整を行う。 第2図は第1図の実施例における主要部の詳細を示す
ブロック図で、21,24は平滑回路、22,25は入力と所定値
の比較を行うコンパレータ、23,26,27は入力信号の変換
により所定幅例えば数十マイクロ秒程度の単一パルスを
発生する単安定マルチバイブレータ、28はORゲート、29
9はオペアンプ、30は基準電圧、31は抵抗、32はコンデ
ンサ、33はスイッチ回路、34はリミッタである。第2図
中、平滑回路21乃至OR28で第1図の制御信号発生部7を
構成し、オペアンプ29乃至リミッタ34で時間信号発生部
8を構成しており、SYはプロセス部2中の輝度信号、SL
は色温度センサ5の照度出力、STRは第1図の装置にお
ける出力信号を記録するビデオレコーダ等を制御する、
不図示のトリガスイッチより発生する撮像トリガ信号で
ある。 第2図の装置において、入力された輝度信号SYは平滑
回路21により平滑され、コンパレータ22により所定値と
比較され、比較出力が変化した場合、単安定マルチバイ
ブレータ23により単一パルスが生成され、ORゲート28に
入力される。また、照度出力SLについても同様に平滑回
路24,コンパレータ25,単安定マルチバイブレータ26によ
り、入力の平均値が大きく変化した時、単一パルスが生
成されORゲート28に入力される。また、撮像トリガ信号
STRが変化した時にも単安定マルチバイブレータ27によ
り単一パルスが生成されORゲート28に入力される。そし
て、このORゲート28に入力された各単一パルスは論理加
算され、制御信号SCとしてスイッチ33に制御信号として
入力される。スイッチ33が制御信号SCにより、単一パル
スの幅の時間閉じられるとコンデンサ32の電極がショー
トされ、電位差がなくなる。すると、基準電圧30と、抵
抗31により定まる電流がコンデンサ32に積分されオペア
ンプ29の出力が時間と共に上昇する。この変化は例えば
数十秒程度の間の時間によって変化する。この出力がリ
ミッタ34により所定値に制限されて、時間信号STとして
出力される。 第3図は第1図の実施例における可変処理部6の具体
例を示すブロック図である。51は制御信号の印加により
抵抗値の変化する可変抵抗素子、52はレベル変換器、53
はコンデンサ、54は入力段にFET等を使用したハイイン
ピーダンスのバッファアンプである。可変抵抗素子51に
入力された時間信号STはレベル変換器52により可変抵抗
素子51の制御特性に適した値に変化され、可変抵抗素子
51の制御端子に入力される。この時間信号STのレベルが
近い時に抵抗の値が小さくなるように制御される。ま
た、最初の色温度信号STC1は可変抵抗素子51を通してコ
ンデンサ53に電荷を蓄積し、バッファアンプ54により増
幅されて色温度信号STC2として出力される。 今、色温度STC1が変化したとすると、変化後の色温度
信号STC2は可変抵抗素子51の抵抗値とコンデンサ53の値
によって形成される時定数に従って変化し、最終的には
変化前の色温度信号STC1と同じ値に到達する。この過程
に要する時間は可変抵抗素子51の抵抗値、つまり時間信
号STの値によって変化する。 第4図は本発明の実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。時間T0においては時間信号STが小さ
く、可変抵抗素子51の抵抗値が低く、時定数が短いた
め、色温度信号STC2は比較的早く最初の色温度信号STC1
と同じ値に到達する。時間T1において、色温度信号STC1
が再び変換しているが、この時時間信号STは時間T0の時
より大きくなっており、時定数がT0より長くなるため、
色温度信号STC2が色温度信号STC1に到達する時間が長く
なっている。さらに、時間T2においては時間信号STが大
きいため、時定数が大きく、色温度信号STC1が変化して
も変化後の色温度信号STC2は非常に緩慢に変化する。 第5図は本発明の可変処理部6の他の具体例を示すブ
ロック図である。71はコンパレータ、72はスイッチ回
路、73,74,75,76,79は抵抗、77,78はオペアンプ、80は
コンデンサ、82は反転アンプであり、オペアンプ77,78
及び抵抗73,74,75,76により定電流源81を構成してお
り、スイッチ72でその出力電流の極性を切換えている。
色温度信号STCはコンデンサ80の電圧とコンパレータ71
により比較され、その比較出力によりスイッチ回路72が
切換えられる。定電流源81はスイッチ回路72の極性と時
間信号STによって定まる電流を流出または流入する。こ
の電流はコンデンサ80に積分され、その値がバッファア
ンプ54により増幅されて色温度信号STC2として出力され
る。コンデンサ80の電圧が色温度信号STC1より小さい時
はコンパレータ71はスイッチ72を電流がコンデンサ80に
流れ込む方向に切換える。また、コンデンサ80の電圧が
色温度信号STC1より大きい時はコンパレータ71は、スイ
ッチ72を電流がコンデンサ80から流れ出す方向に切換え
る。最終的に出力である色温度信号STC2が最初の色温度
信号STC1とほぼ等しい値になる。色温度信号STC1が変化
し始めてからこのようになるまでの時間は時間信号STに
より制御される。時間信号STが小さい時は定電流源81の
出力電流が大きく、短い時間しかかからないが、時間信
号STが大きくなると定電流源81の出力電流が小さく長い
時間を必要とする。尚、動作の安定のためにコンパレー
タ71にウインドコンパレータを用いて流れ込み,ホール
ド,流れ出しの動作をするようにしても良い。また、そ
のウインドコンパレータを時間信号STにより可変しても
良い。 第6図は本発明の他の実施例を示すホワイト・バラン
ス装置のブロック図であり、101はA/D変換器、102はマ
イクロコンピュータ、103はD/A変換器でり、第1図,第
2図と同一符号は同一または相当部分をしめす。 色温度センサ5の出力である色温度信号STC1はA/D変
換器101に入力されてA/D変換されディジタル信号STD1と
してマイクロコンピュータ102に入力れる。また、輝度
信号SYを平滑回路21により平滑し、コンパレータ22によ
り所定値と比較し、信号SYCとしてマイクロコンピュー
タ102に入力する。さらに色温度センサ5の照度出力信
号SLは平滑回路24により平滑され、コンパレータ25によ
り所定値と比較されて信号SLCとしてマイクロコンピュ
ータ102に入力する。マイクロコンピュータ102は入力信
号である撮像トリガ信号STR,信号SYC,SLCによりディジ
タル信号STD1を制御してディジタル信号STD2を生成し、
D/A変換器103でD/A変化し色温度信号STC2が生成された
プロセス部3を制御しホワイト・バランス調整を行う。 第7図は第6図におけるマイクロコンピュータ102の
動作を示すフローチャートである。 ステップ(201)よりスタートし、まずステップ(20
2)で各入力を取り込み、ステップ(203),(204),
(205)で各々の信号STR,SYC,SLCが前回に対して変化し
ているかどかを比較し、1つでも変化していればステッ
プ(206)でST=0とし、1つも変化していなければそ
のままステップ(207)においてディジタル信号STD2を
比較する。 STD2<STD1+K1(但しK1:定数) ならばステップ(208)によりディジタル信号STD2を STD2=STD2+K2/(ST+K3) (但し、K2,K3:定数) の式により増加し、また、 STD1−K1≦STD2≦STD1+K1 ならばそのままとし、また、 STD1+K1<STD2 ならばステップ(209)により STD2=STD2−K2/(ST+K3) の式い従って減少する。ステップ(210)において、そ
れらのいずれかによって得られたディジタル信号STD2を
出力し、ステップ(211)においてSTを ST=ST+K4(但しK4:定数) の式い従って、増加する。また、STが一定値以上増加し
ないようにしても良い。 尚、上述実施例はいずれも色温度センサを用いた方式
いおいて実施したが、これに限らず常時、ホワイト・バ
ランスを行う方式であれば、色信号利得制御を行う制御
信号線において、本発明を実施することは可能である。 [発明の効果] 以上説明したとおり、本発明によれば安定かつ高精度
の撮像装置が実施できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す撮像装置のブロック
図、第2図は第1図の実施例における主要部の詳細を示
すブロック図、第3図は第1図の実施例における可変処
理部の具体例を示すブロック図、第4図は本発明の実施
例の動作を説明するタイミングチャート、第5図は本発
明の可変処理部の他の具体例をしめすブロック図、第6
図は本発明の他の実施例を示す撮像装置のブロック図、
第7図は第6図におけるマイクロコンピュータの動作を
示すフローチャートである。 図中. 2:撮像素子、3:プロセス部 5:色温度センサ、6:可変処理部 7:制御信号発生部 8:時間信号発生部 102:マイクロコンピュータ

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.被写体像を電気的な像信号に変換する撮像手段2
    と、 被写体の色温度に応じた情報を形成する色温度情報形成
    手段5と、 該色温度情報形成手段の出力に基づき前記撮像手段の出
    力のホワイトバランスを制御するホワイトバランス制御
    手段3と、 前記撮像手段における撮像条件の所定の基準値以上の変
    化を検出する検出手段7と、 前記検出手段によって前記撮像条件の所定の基準値以上
    の変化が検出された場合に前記ホワイトバランス制御手
    段の応答特性を比較的早めるよう制御する応答特性制御
    手段6と、 を有することを特徴とする撮像装置。 2.前記撮像条件は被写体の明るさに関する状態である
    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。 3.前記撮像条件は撮像トリガー信号の状態であること
    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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