JP2811652B2 - ビデオカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー映像信号のホワイ
トバランス制御を行うビデオカメラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のビデオカメラの映像信号系
の基本構成図である。

【０００３】カメラ一体型のＶＴＲであるいわゆるビデ
オカメラの映像信号系は、図３に示すように、図示せぬ
被写体からの光を取り込み被写体までの距離に応じて図
示せぬズーム系レンズが進退自在に移動しかつこの移動
距離に応じた距離情報（いわゆるズーム情報）を後述す
るオートホワイトバランスコントロール回路（ＡＷＢコ
ントロール回路）２４に出力する撮像レンズ１１、この
撮像レンズ１１を通過した光の光量を調節すると共にそ
の絞り値に応じた絞り情報をＡＷＢコントロール回路２
４に出力する絞り部１２、この絞り部１２によって光量
が調節され受光した光学像を光電変換しＣＣＤから構成
される撮像素子１３、この撮像素子１３から出力された
線順次映像信号の雑音を低減するＣＤＳ回路１４、この
ＣＤＳ回路１４から出力され雑音が低減された線順次映
像信号の振幅を常時一定にするＡＧＣ回路１５、このＡ
ＧＣ回路１５から出力された線順次映像信号を輝度
（Ｙ）信号および色信号（Ｃ）に帯域分割するＹ／Ｃ分
離回路１６、このＹ／Ｃ分離回路１６から出力された輝
度信号の輪郭補正を行うと共に後述する自動焦点制御回
路２２に合焦検出信号を出力する輝度信号処理回路１
７、前記したＹ／Ｃ分離回路１６から出力された色信号
を分離した原色信号Ｒ，Ｂを出力すると共に原色信号
Ｒ，Ｂに応じた色温度情報をＡＷＢコントロール回路２
４に出力する色信号分離回路１８、この色信号分離回路
１８から出力された原色信号Ｒ，Ｂが夫々供給される正
常なホワイトバランス状態における原色信号Ｒ，Ｂを出
力するホワイトバランスコントロール回路（ＷＢ ＣＴ
Ｌ回路）１９、このホワイトバランスコントロール回路
１９から出力された原色信号Ｒ，Ｂ及び輝度信号に基づ
いて色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する色信号処理回路
２０、この色信号処理回路２０から出力された色差信号
Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに基づいた搬送色信号を生成するエンコ
ーダ回路２１、前記した輝度信号処理回路１７から出力
される合焦検出信号によって前記撮像レンズ１１の自動
焦点動作をフィードバック制御すると共に撮像された画
像の照度情報（いわゆるローコントラスト情報）をＡＷ
Ｂコントロール回路２４に出力する自動焦点制御回路
（ＡＦ回路）２２、前記した色信号処理回路２０から出
力される色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを夫々積分した色差情
報をＡＷＢコントロール回路２４に出力する積分回路２
３、前記した色信号分離回路１８およびホワイトバラン
スコントロール回路１９に対してホワイトバランスゲイ
ンを調節するホワイトバランス補正信号を出力するＡＷ
Ｂコントロール回路２４、被写体を照らす光源から出射
する赤外線を検出する赤外線情報をＡＷＢコントロール
回路２４に出力する赤外線センサ１０から構成される。

【０００４】また、前記した輝度信号処理回路１７から
出力された輝度信号およびエンコーダ回路２１から出力
された搬送色信号は、必要に応じて次段の図示せぬ周波
数多重回路で周波数多重され複合映像信号として周知の
構成になるＶＴＲの記録系（図示せぬ）の入力側に供給
され、ここで所要の記録信号処理が成された後、周知の
記録方法で磁気テープに記録される。

【０００５】さて、前記したＡＷＢコントロール回路２
４は、後述するいわゆるクローズモードとプリセットモ
ードとの二種類の制御モードを必要に応じて切り換え使
用することにより、前記したエンコーダ回路２１から常
時適正なホワイトバランスがとられた色信号を出力可能
とするためのものである。

【０００６】まず、クローズモードは、前記した色信号
分離回路１８から供給される色温度情報と前記した積分
回路２３から供給される色差情報とに主に基づいて、撮
像した画面全体が白の場合、前記したエンコーダ回路２
１から出力する色信号の出力がないように（即ち、色差
信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙとの差が「０」となり、正
常なホワイトバランスがとれた状態となるように）、前
記した色信号分離回路１８，ホワイトバランスコントロ
ール回路１９，色信号処理回路２０，積分回路２３，Ａ
ＷＢコントロール回路２４，色信号分離回路１８から構
成される一連のクローズトループにおいて、ＡＷＢコン
トロール回路２４は積分回路２３からの色差情報に主に
基づいて逐次フィードバック制御しながら色信号分離回
路１８，ホワイトバランスコントロール回路１９にホワ
イトバランス補正制御信号を徐々に出力し、これにより
原色信号Ｒ，Ｂの夫々のホワイトバランスゲインを制御
するモードである。

【０００７】つぎに、プリセットモードでは、屋内（Ｉ
ＮＤＯＯＲ）撮影、屋外（ＯＵＴＤＯＯＲ）撮影に用い
られ使用頻度が高い各種の光源から照射される原色信号
Ｒ，Ｂの色温度情報（例えば、屋内では電灯、蛍光灯、
タングステン電灯から夫々照射される原色信号Ｒ，Ｂの
色温度情報、また、屋外では晴天光、曇天光から夫々照
射される原色信号Ｒ，Ｂの色温度情報）がＡＷＢコント
ロール回路２４内の図示せぬメモリにプリセットされて
おり、そしてこのプリセットされた色温度情報に基づい
たホワイトバランス補正制御信号を夫々出力することに
より、直ちに、被写体の光源に応じて前記したホワイト
バランスコントロール回路１９でＲ，Ｂ夫々のゲイン設
定を行うことが可能なモードである。

【０００８】さて、ここでビデオ撮影を行う場合のホワ
イトバランスコントロール動作について説明する。即
ち、前記したＡＷＢコントロール回路２４はそこに内蔵
された各種の情報判断手順に従い、積分回路２３からの
色差情報および後述する５つの情報の合計６つの情報内
容をそれぞれ判断し、この判断結果によりクローズモー
ドあるいはプリセットモードのいずれかの制御モードの
切り換えを行い、ホワイトバランスの調整を行う。

【０００９】ここで、前記した６つの情報とは、次の
（１）〜（６）の各情報である。 （１）赤外線情報 （光源から出射する赤外線に関する
情報） （２）絞り値情報 （撮像素子１３に受光する光の強さ
に関する情報） （３）距離情報 （いわゆるズーム情報。撮像レンズ
１１のズーム系レンズが進退移動する距離に関する情
報） （４）照度情報 （いわゆるローコントラスト情報。
撮像された画像の明るさ（コントラスト）に関する情
報） （５）色温度情報 （撮像された画像を構成する原色信
号Ｒ，Ｂの各色温度に関する情報） （６）色差情報 （色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに関する
情報） 前記したＡＷＢコントロール回路２４は、「赤外線情
報」により光源の種別を判断し、「絞り値情報」により
被写体の光の強さを判定し、「距離情報」により被写体
との合焦距離を判断しこの距離が所定値以上あるいはこ
れ未満であれば被写体が屋外または屋内にあるかを判断
し、「照度情報」により撮像された画像の明るさを判定
しこの判定結果が所定値未満であれば被写体が単一色で
あると判断し、そして「色温度情報」により撮像された
画像を構成する原色信号Ｒ，Ｂの各色温度と色バランス
が輝度の影響を受けないときの各基準色温度とを比較判
断する。この結果、これらの判断情報からＡＷＢコント
ロール回路２４はクローズモードまたはプリセットモー
ドのいずれかを制御モードとして選択し、これに応じた
ホワイトバランス補正を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】太陽、電球、蛍光灯の
種々の光源下における被写体の色温度変化を経験的に補
正するいわゆる記憶色による人間の色順応性に相当する
ものとして、主に前記した赤外線センサ１０、ホワイト
バランスコントロール回路１９およびオートホワイトバ
ランスコントロール回路２４で構成したホワイトバラン
ス回路がある。

【００１１】さて、このホワイトバランス回路は、特
に、電源オフ状態から電源オン状態にした場合、ＡＷＢ
コントロール回路２４は直ちにホワイトバランス（イニ
シャルホワイトバランス）が得られるよう赤外線センサ
１０からの赤外線情報を基にしてプリセットモードで光
源判別をしなくてはならない。

【００１２】しかしながら、ＡＷＢコントロール回路２
４は赤外線センサ１０から供給される赤外線情報に基づ
いて赤外線の有無しか検出できないため、例えば光源が
照射する赤外線を検出した場合、赤外線を共に照射する
太陽あるいは電球のいずれがこの光源であるかを区別す
ることは出来ず、この結果、前記した絞り情報、距離情
報、色情報、色差情報、照度情報の種々の情報により両
者の色温度を比較する等により太陽と電球との区別が可
能であるものであり、こうしなければ正確なホワイトバ
ランスの調節ができなかった。

【００１３】このため、映像信号のホワイトバランスの
設定に時間がかかったり、屋外から屋内あるいは屋内か
ら屋外に撮影場所を変えたときもその都度上述した種々
の情報を参照してホワイトバランスを修正する必要があ
るため、設定に時間がかかったり調整を繰り返すループ
を形成したりするなどの問題があった。更に上述した情
報の判断基準が微妙な撮影条件下において完全な設定を
行えず、誤動作を引き起こすなどの欠点があった。

【００１４】以上の理由により光源の光が太陽、電球あ
るいは蛍光灯からのいずれかを判断することで確実にか
つ迅速に夫々の色温度に適したホワイトバランス調整を
行う必要があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は下記の構成を有するビデオカメラを提
供する。

【００１６】被写体との距離に関する距離情報を出力す
る撮像手段と、絞り情報を出力する絞り手段と、撮像し
た画像の照度情報を出力しかつ前記撮像手段を焦点制御
する焦点制御手段と、前記画像に係る色情報を出力する
色情報出力手段と、前記被写体に係る光源の赤外線に関
する赤外線情報を出力する赤外線情報出力手段と、前記
画像に係る色差信号に応じた色差情報を出力する色差情
報出力手段と、少なくとも距離情報，絞り情報，照度情
報，色情報，赤外線情報，色差情報のいずれかに基づい
て得たホワイトバランス補正信号を前記色情報出力手段
及びホワイトバランス制御手段に夫々出力する制御手段
とを有するビデオカメラであって、前記制御手段に前記
赤外線情報における光源の明滅情報を出力する明滅情報
出力手段を接続し、この制御手段に接続されている赤外
線情報及び明滅情報のみを用いて光源の判別を行うこと
を特徴とするビデオカメラ。

【００１７】

【実施例】以下、本発明になるビデオカメラを図１，図
２に沿って説明する。図１は本発明のビデオカメラの映
像信号系の一実施例基本構成図、図２は本発明の要部で
あるフリッカ検出回路の一実施例回路図である。前述し
たものと同一の構成部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００１８】本発明になるビデオカメラは、前述した図
１に示す基本構成中、赤外線センサ１０の出力側とＡＷ
Ｂコントロール回路２４の入力側とを接続する接続線に
後述するフリッカ検出回路１を並列接続して成るものと
同様の構成である。そしてその構成は、被写体との距離
に関する距離情報（いわゆるズーム情報）を出力する撮
像レンズ（撮像手段）１１と、絞り情報を出力する絞り
部（絞り手段）１２と、Ｙ／Ｃ分離回路１６から出力さ
れた輝度信号（撮像した画像）の照度情報（いわゆるロ
ーコントラスト情報）を出力しかつ撮像レンズ１１を焦
点制御する自動焦点制御回路（ＡＦ回路，焦点制御手
段）２２と、画像に係る色温度情報（色情報）を出力す
る色信号分離回路（色情報出力手段）１８と、被写体に
係る光源の赤外線に関する赤外線情報（赤外線およびフ
リッカ（明滅）に関する情報）を出力する赤外線センサ
（赤外線情報出力手段）１０と、画像に係る色差信号Ｒ
−Ｙ，Ｂ−Ｙに応じた色差情報を出力する積分回路（色
差情報出力手段）２３と、少なくとも距離情報，絞り情
報，照度情報，色情報，赤外線情報，色差情報のいずれ
かに基づいて得たホワイトバランス補正信号を色信号分
離回路１８及びホワイトバランスコントロール回路（Ｗ
Ｂ ＣＴＬ回路，ホワイトバランス制御手段）１９に夫
々出力するオートホワイトバランスコントロール回路
（ＡＷＢコントロール回路，制御手段）２４とを有する
ビデオカメラであって、このオートホワイトバランスコ
ントロール回路２４に赤外線センサ１０における光源の
フリッカ情報（明滅情報）を出力するフリッカ検出回路
（明滅情報出力手段）１を接続し、このオートホワイト
バランスコントロール回路２４に接続されている赤外線
情報及び明滅情報のみを用いて光源の判別を行うもので
ある。

【００１９】さて、本発明になるビデオカメラは、特
に、ＡＷＢコントロール回路２４で赤外線センサ１０か
ら出力された赤外線情報（赤外線およびフリッカに関す
る情報）と、フリッカ検出回路１から出力されたフリッ
カ情報とに基づいて、晴天時または曇天時における太
陽、タングステン電灯等の電球あるいは蛍光灯のいずれ
かの光源であるかを遅滞なく判断可能とするものであ
る。このフリッカ検出回路１は後述するように、赤外線
センサ１０の出力である赤外線情報中に含まれる光源の
電源周波数（例えば５０Ｈｚ，あるいは６０Ｈｚ）によ
る周波数信号をフリッカとしてＡＷＢコントロール回路
２４に検出出力する。

【００２０】周知のように、太陽光および電球の光には
赤外線が夫々含まれており、また、電球および蛍光灯に
は電源周波数に起因するフリッカが夫々存在する。従っ
て、ＡＷＢコントロール回路２４は、赤外線センサ１０
から出力する赤外線情報中の赤外線の「有」，「無」、
そしてフリッカ検出回路１から出力するフリッカ情報の
「有」，「無」の組み合わせに応じて、これら３つの光
源の種別を直ちに判別することが可能である。

【００２１】即ち、ＡＷＢコントロール回路２４は、 （１）赤外線「有」，フリッカ信号「有」の場合、光源
は「電球」 （２）赤外線「無」，フリッカ信号「有」の場合、光源
は「蛍光灯」 （３）赤外線「有」，フリッカ信号「無」の場合、光源
は「太陽」 と夫々判別する。

【００２２】さて、フリッカ検出回路１は図２に示すよ
うに、アンプ２、コンパレータ３、抵抗Ｒ１〜Ｒ７、コ
ンデンサＣ，Ｃ１〜Ｃ３から構成される。アンプ２は抵
抗Ｒ１，Ｒ６より入力信号を増幅し、また抵抗Ｒ１，Ｒ
６、コンデンサＣ１よりフリッカ成分（例えば中心周波
数約１２０Ｈｚ，帯域幅約１５Ｈｚ）を取り出す帯域フ
ィルタを形成している。コンパレータ３は抵抗Ｒ２，Ｒ
７により基準レベルが決定される。次に、フリッカ検出
回路１の動作につき説明する。

【００２３】まず、電球の光を受光した場合、この光は
赤外線およびフリッカが共に存在するため、赤外線セン
サ１０は赤外線情報をＡＷＢコントロール回路２４およ
びフリッカ検出回路１に出力する。この場合の赤外線情
報は赤外線の存在を示す一定レベルの直流成分にフリッ
カの存在を示す交流信号および雑音成分が夫々重畳され
て成る信号である。フリッカ検出回路１は結合コンデン
サＣで赤外線センサ１０から入来する信号から赤外線の
存在を示す直流成分をカットし、フリッカの存在を示す
交流信号および雑音成分を取り出した後、抵抗Ｒ１，コ
ンデンサＣ１を介してアンプ２に入力する。アンプ２は
このフリッカの存在を示す交流信号および雑音成分を所
要増幅しフリッカの存在を示す交流信号成分のみを取り
出すフィルタ動作を行う。こうしてアンプ２から出力さ
れるフリッカの存在を示す交流信号であるフリッカ信号
は抵抗Ｒ２，Ｒ３を夫々介した後、コンパレータ３に入
力する。コンパレータ３においてこのフリッカ信号のレ
ベルを基準レベルとレベル比較することにより、フリッ
カ信号のレベルが基準レベルより高いため、ここから
「１」の矩形パルス信号であるフリッカ情報がＡＷＢコ
ントロール回路２４に出力される。こうして、ＡＷＢコ
ントロール回路２４は、赤外線「有」，フリッカ信号
「有」を判別し、光源を「電球」と判断し、直ちに光源
が「電球」であることに適合したホワイトバランス補正
信号を色信号分離回路１８及びＷＢＣＴＬ回路１９に夫
々出力する。この結果、色信号分離回路１８及びＷＢＣ
ＴＬ回路１９は光源が「電球」であることに適合したホ
ワイトバランス状態を速やかに得ることができる。

【００２４】次に、蛍光灯の光を受光した場合、この光
は赤外線は存在せずフリッカのみが存在する。この場合
の赤外線情報は赤外線の存在を示す一定レベルの直流成
分より低レベルの直流成分にフリッカの存在を示す交流
信号および雑音成分が夫々重畳されて成る信号である。
フリッカ検出回路１は結合コンデンサＣで赤外線センサ
１０から入来する信号から赤外線情報の直流成分をカッ
トし、フリッカの存在を示す交流信号および雑音成分を
取り出した後、抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１を介してアン
プ２に入力する。アンプ２はこのフリッカの存在を示す
交流信号および雑音成分を所要増幅しフリッカの存在を
示す交流信号成分のみを取り出すフィルタ動作を行う。
こうしてアンプ２から出力されるフリッカの存在を示す
交流信号であるフリッカ信号は抵抗Ｒ２，Ｒ３を夫々介
した後、コンパレータ３に入力する。コンパレータ３に
おいてこのフリッカ信号のレベルを基準レベルとレベル
比較することにより、フリッカ信号のレベルが基準レベ
ルより高いため、ここから「１」の矩形パルス信号であ
るフリッカ情報がＡＷＢコントロール回路２４に出力さ
れる。こうして、ＡＷＢコントロール回路２４は、赤外
線「無」，フリッカ信号「有」を判別し、光源を「蛍光
灯」と判断し、直ちに光源が「蛍光灯」であることに適
合したホワイトバランス補正信号を色信号分離回路１８
及びＷＢ ＣＴＬ回路１９に夫々出力する。この結果、
色信号分離回路１８及びＷＢ ＣＴＬ回路１９は光源が
「蛍光灯」であることに適合したホワイトバランス状態
を速やかに得ることができる。

【００２５】さらに、太陽光を受光した場合、この光は
赤外線は存在するがフリッカは存在しない。この場合の
赤外線情報は赤外線の存在を示す一定レベルの直流成分
に雑音成分が重畳されて成る信号である。フリッカ検出
回路１は結合コンデンサＣで赤外線センサ１０から入来
する信号から赤外線の存在を示す直流成分をカットし、
抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１を介してアンプ２に入力す
る。こうしてアンプ２からはフリッカの存在を示す交流
信号は出力されず、この結果、コンパレータ３はフリッ
カ信号の不存在のレベルが基準レベルより低いため、こ
こから「０」の矩形パルス信号であるフリッカ情報がＡ
ＷＢコントロール回路２４に出力される。こうして、Ａ
ＷＢコントロール回路２４は、赤外線「有」，フリッカ
信号「無」を判別し、光源を「太陽」と判断し、直ちに
光源が「太陽」であることに適合したホワイトバランス
補正信号を色信号分離回路１８及びＷＢ ＣＴＬ回路１
９に夫々出力する。この結果、色信号分離回路１８及び
ＷＢ ＣＴＬ回路１９は光源が「太陽」であることに適
合したホワイトバランス状態を速やかに得ることができ
る。

【００２６】

【発明の効果】上述したように本発明のビデオカメラ
は、被写体との距離に関する距離情報を出力する撮像手
段と、絞り情報を出力する絞り手段と、撮像した画像の
照度情報を出力しかつ前記撮像手段を焦点制御する焦点
制御手段と、前記画像に係る色情報を出力する色情報出
力手段と、前記被写体に係る光源の赤外線に関する赤外
線情報を出力する赤外線情報出力手段と、前記画像に係
る色差信号に応じた色差情報を出力する色差情報出力手
段と、少なくとも距離情報，絞り情報，照度情報，色情
報，赤外線情報，色差情報のいずれかに基づいて得たホ
ワイトバランス補正信号を前記色情報出力手段及びホワ
イトバランス制御手段に夫々出力する制御手段とを有す
るビデオカメラであって、前記制御手段に前記赤外線情
報における光源の明滅情報を出力する明滅情報出力手段
を接続し、この制御手段に接続されている赤外線情報及
び明滅情報のみを用いて光源の判別を行うよう構成した
から、例えば、光源が太陽、電球あるいは蛍光灯のいず
れかであるかを直ちに判断することが可能となり、ま
た、微妙な光量による情報判断の誤りに対しても、確実
に光源を区別できるので、前述した絞り情報、距離情
報、色情報、色差情報、照度情報を逐次参照する従来の
方法に比べてホワイトバランス調整を正確かつ迅速に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオカメラの映像信号系の一実施例
基本構成図である。

【図２】本発明の要部であるフリッカ検出回路の一実施
例回路図である。

【図３】従来のビデオカメラの映像信号系の基本構成図
である。

【符号の説明】

１ フリッカ検出回路（明滅情報出力手段） １０ 赤外線センサ（赤外線情報出力手段） １１ 撮像レンズ（撮像手段） １２ 絞り部（絞り手段） １８ 色信号分離回路（色情報出力手段） １９ ホワイトバランスコントロール回路，ＷＢ ＣＴ
Ｌ回路（ホワイトバランス制御手段） ２０ 色信号処理回路 ２２ 自動焦点制御回路，ＡＦ回路（焦点制御手段） ２３ 積分回路（色差情報出力手段） ２４ オートホワイトバランスコントロール回路，ＡＷ
Ｂコントロール回路（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−126785（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 9/04 - 9/11 H04N 9/64 - 9/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体との距離に関する距離情報を出力す
   る撮像手段と、絞り情報を出力する絞り手段と、撮像し
   た画像の照度情報を出力しかつ前記撮像手段を焦点制御
   する焦点制御手段と、前記画像に係る色情報を出力する
   色情報出力手段と、前記被写体に係る光源の赤外線に関
   する赤外線情報を出力する赤外線情報出力手段と、前記
   画像に係る色差信号に応じた色差情報を出力する色差情
   報出力手段と、少なくとも距離情報，絞り情報，照度情
   報，色情報，赤外線情報，色差情報のいずれかに基づい
   て得たホワイトバランス補正信号を前記色情報出力手段
   及びホワイトバランス制御手段に夫々出力する制御手段
   とを有するビデオカメラであって、 前記制御手段に前記赤外線情報における光源の明滅情報
   を出力する明滅情報出力手段を接続し、この制御手段に
   接続されている赤外線情報及び明滅情報のみを用いて光
   源の判別を行うことを特徴とするビデオカメラ。