JP3037951B2 - 色温度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は被写体を電子的に撮像して記録する際のホワ
イトバランス調整を効果的に行なう為の色温度調整装置
に関する。

［従来の技術］ CCD等の固体撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像
記録する電子スチルカメラやビデオカメラにあっては、
その撮像画信号に対してホワイトバランス調整を施すこ
とが行われる。このホワイトバランス調整は、撮像画の
各色成分に対する感度を調整し、その白レベルを一定化
制御することで画質の向上を図るもので、被写体の電子
的な撮像記録において重要な役割を担っている。

ところでホワイトバランス調整は、基本的には被写体
の照明光の色温度を検出し、この検出された色温度に従
って撮像画の色温度を黒体輻射に近似した色温度に変換
（調整）することによって実現される。この為、一般的
には黒体輻射に近似した光源に対応した色温度変換テー
ブルを用いて被写体の色温度に対応したホワイトバラン
ス制御値を求め、このホワイトバランス制御値に従って
撮像画信号に対するホワイトバランス調整を施すものと
なっている。

このような色温度調整（ホワイトバランス調整）を行
なうと共に、例えば色温度の低い白熱電球からの照射光
による被写体の赤味がかった色調等が補正される。

ところが照射光源の中には特定の波長帯域に強いパワ
ーを持つ光源がある。代表的には蛍光灯による照射光で
あり、白色蛍光灯や昼白色蛍光灯であると雖ども例外で
はない。

しかして従来ではこの種の蛍光灯による照明光源下で
は上述した色温度検出によるホワイトバランス調整を効
果的に行なうことができないことから、専らその特定波
長帯域の光成分だけを減少させる特殊な光学フィルタを
用い、これによって撮像画に対する色温度補正（ホワイ
トバランス調整）を施している。

［発明が解決しようとする課題］ 然し乍ら、照明光が特定の波長帯域に強いパワーを持
っているか否かを判断し、その都度、特殊な光学フィル
タをレンズ系に装着して被写体を撮像することは非常に
煩わしいと云う不具合がある。特に光学フィルタを用い
て上記特定波長帯域の光成分を減少させて撮像入力した
撮像画信号に対してホワイトバランス調整を施す場合に
は、その制御値となる測色データを求める為のホワイト
バランス（WB）センサにも、同種の光学フィルタを装着
しておく必要がある等の問題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、被写体に対する照明光源の色
温度やその分光特性の不均一な蛍光灯による照明光に拘
ることなく、常に安定した色調の撮像画を得ることを可
能とする色温度調整装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る色温度調整装置は、周期的に発光する発
光源による照明光を検出する検出手段と、黒体輻射に近
似した光源に対応した色温度変換テーブルを記憶値とし
て持つ記憶手段と、前記検出手段により周期的に発光す
る発光源による照明光が検出されたとき、前記記憶手段
の色温度変換テーブルから求められたホワイトバランス
制御値に対して、所定のオフセット値を加算または減算
してそのホワイトバランス制御値を補正する補正手段と
を具備したことを特徴とするものである。

［作 用］ このような対策を講じたことにより、本発明に係る色
温度調整装置によれば、照明光源が蛍光灯である場合の
ように特定の波長帯域に強いパワーを持ち、例えば緑が
かった色調の撮像画が求められる場合であっても、色温
度変換テーブルから求められたホワイトバランス調整値
を補正した調整値にてホワイトバランス調整を行なうこ
とが可能となるので、上述した特殊な分光特性を持つ照
明光に拘ることなく、画質および色調の安定した（一定
化された）撮像画を得ることが可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例に係る色温度
調整装置を組込んで構成される電子スチルカメラにつき
説明する。

第１図は実施例に係る電子スチルカメラのホワイトバ
ランス制御系を示す概略構成図である。この電子スチル
カメラは、基本的にはCCD等の固体撮像素子11にて撮像
入力された被写体の撮像画信号を撮像信号処理回路部12
に入力し、この撮像信号処理回路部12にてホワイトバラ
ンス調整を始めとする種々の信号処理を施し、記録部13
の制御の下でフロッピーディスク（SVF）等の記録媒体1
4に画像信号記録する如く構成される。

尚、上記フロッピーディスク（記録媒体）14は所定の
速度で回転駆動され、例えば50本程度の記録トラックが
同心円状に形成されて撮像画の記録に供される。この撮
像画の記録はフロッピーディスク14に対して半径方向に
移動されるヘッド15のアクセス制御により各記録トラッ
ク毎に１枚の撮像画信号を記録して行なわれる。

さて第１図において１はホワイトバランスセンサ（WB
センサ）であり、前記固体撮像素子（CCD）11とは別個
に設けられている。このWBセンサ１により上記固体撮像
素子11での被写体撮像時の入射光の状態が測定検出され
る。尚、このWBセンサ１に換えて固体撮像素子11の出力
から入射光の状態を測定する場合もあるが、ここではWB
センサ１による外部測色により入射光の状態を検出する
ものとする。

しかしてWBセンサ１は入射光を色成分分解し、Ｒ
（赤）,G（緑）,B（青）の各色成分の測光値を、例えば
対数変換した後、Ｇ（緑）に対する比（R/G,B/Gとして
その測定値を出力している。これらの赤色成分および青
色成分に対する測定値（R/G,B/G）は、前置増幅器2a,2b
を介して所定の信号レベルに増幅された後低域濾波器
（LPF）3a,3bにて、例えば蛍光灯の点滅等のリップル成
分の除去がなされた後、A/D変換器4a,4bを介してマイク
ロプロセッサ５に入力される。

尚、前記前置増幅器2aを介して検出される情報の一部
も、A/D変換器4cを介してマイクロプロセッサ５に入力
される。

このマイクロプロセッサ５は、黒体輻射に近似した光
源に対応する測色データとホワイトバランス制御値との
対応関係を示す色温度変換テーブル5a,5bと、前記A/D変
換器4cを介して入力された信号から照明光が周期的に発
光する発光源によるものか否かを検出する蛍光灯検出器
5cと、前記色温度変換テーブル5a,5bから出力されるデ
ータを上記蛍光灯検出器5cの出力に応じて補正する補正
回路5e,5dとを備えて構成される。しかしてこのマイク
ロプロセッサ５は、後述するシステムコントローラ部６
の制御を受けて動作制御され、上述した測色データに応
じたホワイトバランス制御値を上記色温度変換テーブル
5a,5bの検索により求める。この際、マイクロプロセッ
サ５は前記蛍光灯検出器5cにより照明光が周期的に発光
する蛍光灯からものであると検出されているとき、補正
回路5d,5eを駆動して後述するように前記色温度変換テ
ーブル5a,5bから求められたデータに所定のオフセット
を加算または減算して、そのホワイトバランス制御値を
補正している。

このようにしてマイクロプロセッサ５に求められた上
記ホワイトバランス制御値がD/A変換器7a,7bを介して前
述した撮像信号処理回路部12に与えられ、前記固体撮像
素子11から撮像入力された撮像画に対するホワイトバラ
ンス調整に供される。

尚、制御部８は上記システムコントローラ部６の制御
コマンドを受けて動作し、その同期信号発生部8aにて各
種の同期信号を発すると共に、CCD駆動制御部8bにて前
記固体撮像素子（CCD）11に対する撮像駆動パルス信号
等を生成している。このような制御部８の制御の下で固
体撮像素子（CCD）11による被写体の撮像が行われ、ま
た前記撮像信号処理回路部12の動作が制御され、更には
前記フロッピーディスク14の回転駆動，ヘッド15のアク
セス制御等が行われ、記録部13による撮像画信号の記録
制御が行われる。

次に前記WBセンサ１で測定される入射光の状態を示す
センサ出力（R/G,B/G）に対する前記色温度変換テーブ
ル5a,5bによるホワイトバランス制御値への変換につい
て、第２図を参照して説明する。上記センサ出力（R/G,
B/G）は入射光の色温度（ミレッド）に対して１対１の
関係を有している。特にここでは前述したように入射光
の検出色成分を対数変換して出力するものとしているこ
とから、そのセンサ出力は色温度に対してリニアな関係
を有するものとなっている。具体的には第２図（ａ）に
示すように色温度が低いほど赤成分が強く、色温度が高
いほど青成分が強くなっている。

このような入射光の色成分の関係に対して、フロッピ
ーディスク14に記録再生する撮像画に対する画像信号と
してホワイトバランスを合せる為に要求される制御電圧
とと色温度との関係は、例えば第２図（ｂ）に示すよう
に与えられる。この関係は、基本的には黒体輻射に近似
した光源の分光特性に従い、撮像信号の処理回路特性や
色再現性等の要因に基いて定められるものである。

前述した色温度変換テーブル5a,5bは、第２図（ａ）
なる特性をもって与えられるセンサ出力を第２図（ｂ）
に示すような特性に変換するべく、第２図（ｃ）に示す
ような変換特性をもって前述したセンサ出力（R/G,B/
G）を変換し、これをホワイトバランス制御値として出
力する。基本的にはこのようにして色温度変換テーブル
5a,5bから得られるホワイトバランス制御値により前記
撮像信号処理回路部12にて固体撮像素子11から出力され
た撮像画信号にホワイトバランス調整を施すことで、入
射光の状態（色温度）に拘ることのない一定の安定した
画質の画像信号が得られ、フロッピーディスク14に記録
されることになる。

然し乍ら、前述したように蛍光灯等の照明光源にあっ
ては特定の波長帯域の成分が強いパワーを持っている。
この為、このような照明光に対するホワイトバランス調
整を行うには、前述した黒体輻射に近似した平坦な分光
特性を持つ光源に対応したホワイトバランス制御値とは
異なる制御値を与えてやることが必要となる。

第３図はWBセンサ１によって検出される測色データに
対するホワイトバランス制御値と、各種蛍光灯による照
明光に対して与えるべきホワイトバランス制御値との関
係を示すものである。この第３図に示すように、例えば
白色蛍光灯の場合、その時に色温度変換テーブル5a,5b
から求められるホワイトバランス制御値Ａに対して実際
にはＢなるホワイトバランス制御値を与える必要があ
る。このように各種の蛍光灯を照明光とする場合には、
色温度変換テーブル5a,5bから求められるホワイトバラ
ンス制御値に対して所定のオフセットを与え、このオフ
セット補正されたホワイトバランス制御値を撮像信号処
理回路部12に与えることが必要となる。

そこで本装置では、前記蛍光灯検出器5cにて所定の周
期で発光する蛍光灯特有の光の断続を光のリップル成分
として検出し、照明光が蛍光灯からのものであるか否か
を調べている。そして照明光が蛍光灯からのものである
とき、蛍光灯検出器5cの出力にて補正回路5d,5eを駆動
し、予め定められている補正データを前記色温度変換テ
ーブル5a,5bから求められるホワイトバランス制御値に
加算または減算して、その制御値を補正している。

具体的にはレリ−ズスイッチ9aの操作による電子カメ
ラのシャッターレリーズに伴い、先ずWBセンサ１からの
測色データをマイクロプロセッサ５に取込み、色温度変
換テーブル5a,5bからホワイトバランス制御値を求め
る。しかるのち前記蛍光灯検出器5cにて照明光が蛍光灯
からのものであるか否かを判定し、蛍光灯からの照明光
である場合には上記ホワイトバランス制御値に所定の補
正データ（オフセット値）を加え、その制御値を補正す
る。このようにしてホワイトバランス制御値を適宜補正
した後、この制御値を撮像信号処理回路部12に与える。
この状態で前記CCD11による撮像（露光）を行い、その
撮像画に対してホワイトバランス調整を施した後、フロ
ッピーディスク14に記録する。

この際、連写スイッチ9bの切替えによって連続撮影モ
−ドが設定され、且つホワイトバランス固定（WBC）ス
イッチ9cによりWBCモ−ドが設定されている場合には、
例えば最初（１枚目）の撮影時に上述した如く求められ
るホワイトバランス制御値を撮像信号処理回路部12に固
定的に与え、連続撮影される２枚目以降の画像に対する
ホワイトバランス制御値を固定化することで、連続撮影
される画像間での微妙な色調変化を防ぐようにしても良
い。

かくしてこのように構成された本装置によれば、照明
光の分光特性が黒体輻射に近似した平坦な特性を持たな
い場合であっても、具体的には蛍光灯のように特定の波
長帯域に強いパワーを持つ場合であっても、これを効果
的に補正するホワイトバランス制御値を得ることがで
き、撮像画に対して良好なホワイトバランス調整を施す
ことが可能となる。この結果、画質および色調の良い撮
像画の記録が可能となる。

しかも蛍光灯からの照明光が検出されたとき、測色デ
ータに従って色温度変換テーブル5a,5bから求められた
ホワイトバランス制御値に所定のオフセットを加えてそ
の制御値を補正するので、その処理制御が簡単である等
の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えばここでは蛍光灯からの照明光を検出してホワ
イトバランス制御値の補正を行ったが、特定の波長帯域
につようパワ−を持つ他の照明光源、例えば水銀灯から
の照明光についても同様にホワイトバランス調整値に対
して補正を加えることが可能である。またその補正量
（オフセット値）については、予め各種光源毎に求めて
おけば十分であり、例えばテーブル化して登録しておけ
ば良い。またここではWBセンサ１により入射光の状態を
検出したが、CCD11の出力を利用することも勿論可能で
ある。また固体撮像素子11としては、実施例に示すCCD
に限られないことは云うまでもなく、その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、照明光の分光
特性が黒体輻射に近似した平坦な特性を持たない場合、
具体的には蛍光灯のように特定の波長帯域に強いパワー
を持つ場合であっても、これを効果的に補正したホワイ
トバランス制御値を得ることができ、撮像画に対して良
好なホワイトバランス調整を施すことが可能となる。こ
の結果、画質および色調のよい撮像画を得ることができ
る。しかも周期的に発光する発光源による照明光が検出
されたときに、黒体輻射に近似した光源に対応した色温
度変換テーブルから測色データに応じて求められたホワ
イトバランス制御値に所定のオフセット値を加算または
減算してその制御値を補正するので、その信号処理制御
が極めて簡単となる。

またオフセット値が各種光源毎に設定されているの
で、各種光源に対応した良好なホワイトバランス調整を
施すことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る色温度調整装置を組込
んだ電子スチルカメラのホワイトバランス制御系の概略
構成図、第２図および第３図は本発明におけるホワイト
バランス制御（色温度調整）の原理作用を説明する為の
図である。 １……ホワイトバランスセンサ（WBセンサ）、2a,2b…
…前置増幅器、3a,3b……低域濾波器（LPF）、4a,4b,4c
……A/D変換器、５……マイクロプロセッサ、5a,5b……
色温度変換テーブル、5c……蛍光灯検出器、5d,5e……
補正回路、６……システムコントローラ部、7a,7b……D
/A変換器、８……制御部、9a,9b,9c……スイッチ、11…
…固体撮像素子（CCD）、12……撮像信号処理回路部、1
3……記録部、14……フロッピーディスク（記録媒
体）、15……ヘッド。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周期的に発光する発光源による照明光を検
   出する検出手段と、 黒体輻射に近似した光源に対応した色温度変換テーブル
   を記憶値として持つ記憶手段と、 前記検出手段により周期的に発光する発光源による照明
   光が検出されたとき、前記記憶手段の色温度変換テーブ
   ルから求められたホワイトバランス制御値に対して、所
   定のオフセット値を加算または減算してそのホワイトバ
   ランス制御値を補正する補正手段と、 を具備したことを特徴とする色温度調整装置。
2. 【請求項２】前記オフセット値は、各種光源毎に設定さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の色温度調整
   装置。