JP3108109B2 - カラー撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子スチルカメラやビ
デオカメラなどのカラー撮像装置に関し、特にそのホワ
イトバランス調整に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラなどのカラー撮像装
置において、外光の影響を除去し良好な色再現を得るた
め、各種のホワイトバランス（以下ＷＢと記す）の手法
が提案されている。特に蛍光灯下のＷＢは、屋外でのＷ
Ｂと傾向が異なり、特殊な処理を必要としている。例え
ば特開昭５９−１４１８８８号公報記載のものがその１
例である。

【０００３】図６は前述のＷＢシステムの従来例を示す
ブロック図で、１は被写体像を電気信号に変換する撮像
素子、２，３は制御電圧によって利得可変の増幅器、４
はＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）信号入力によりＹ（輝
度），Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号を導出するプロセス回路、５
はＹ，Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号よりＮＴＳＣ（national tel
evision system commiteecolor system) 信号を導出す
るエンコード回路、６は外光の光源光の赤成分，青成分
に比例した光電流を出力する測色センサ、７，８は入力
電流を対数圧縮電圧変換する対数圧縮回路、９は差動増
幅器であり、１０は、外光の赤青比を対数圧縮した値か
ら色温度を推測し、適当な赤，青信号の利得制御用電圧
を出力するＷＢ制御電圧導出回路である。１４は入力値
の最小レベルを基準電圧値とする最小値クランプ回路、
１５は入力信号の最大値をピークホールドする最大値検
出回路、１６は内部の基準電圧値との大小を比較するコ
ンパレータ、３１は特定の周波帯域のみを通過させる帯
域通過フィルタ（ＢＰＦ）である。

【０００４】以下に従来例の動作を説明する。 撮像素子１において、光電変換された被写体光の赤成
分，青成分，緑成分に対応するＲ信号，Ｂ信号，Ｇ信号
を得るが、Ｒ，Ｂ信号はＲ信号増幅器２，Ｂ信号増幅器
３を介しＲ´，Ｂ´変換され、またＧ信号はそのままプ
ロセス回路４，エンコード回路５へ送られ、最終的にＮ
ＴＳＣ信号等の所定の信号に変換される。

【０００５】一方、測色センサ６では、被写体を照射し
ている光源光の赤成分と等価な光電流ＩＲ及び青成分と
等価な光電流ＩＢを出力し、各々対数圧縮器７，８にて
対数圧縮される。対数圧縮された信号ＬＯＧ（ＩＲ），
ＬＯＧ（ＩＢ）は差動増幅器９で引算され、ＬＯＧ（Ｉ
Ｒ／ＩＢ）を得る。ＬＯＧ（ＩＲ／ＩＢ）が入力された
ＷＢ制御電圧導出回路１０では信号増幅器２，３の利得
を制御する電圧を導出し、ＬＯＧ（ＩＲ／ＩＢ）の値か
ら推測される光源光の色温度に見合った利得に設定して
いる。

【０００６】また、差動増幅器９の出力は、ＢＰＦ３１
へも送られ、１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ付近の周波数成分
を抜き取り、さらに最小値クランプ回路１４によりその
交流成分の最低電位を一定電位に固定する。さらに最大
値検波回路１５で交流成分の最大値の電位を検出し、そ
のレベルと一定値Ｅ₀ との大小をコンパレータ１６にて
比較する。比較した結果、大であれば、１００Ｈｚ〜１
２０Ｈｚの交流成分が大きいと判断し、蛍光灯などのフ
リッカの大きな光源であると判断し、その情報をＷＢ制
御電圧導出回路１０へ送る。同回路１０ではその情報に
より、フリッカが大であれば蛍光灯用の色補正（Ｒ，
Ｂ，共に利得を上げ、相対的に緑成分を弱める）を行
う。このことにより蛍光灯のように一般光とは異なり緑
色がかった光源の色補正も適切に行うことができる。ま
た、リップルを含んだ波形を一定周期でサンプルして、
そのサンプル値の最大値と最小値、あるいは平均値の差
を導出することでもリップル量を検出し、蛍光灯補正を
行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来例で
は、最近数多く見られるようになったインバータ式高周
波点灯タイプの蛍光灯光源に対しては、そのフリッカに
よるリップル成分（数ＫＨｚ以上）の検出が不可能とな
り、したがって蛍光灯の緑色がかった傾向を補正するこ
とはできない。特に、リップル含んだ波形を一定周期で
サンプルする例では、サンプル周期によっては高周波の
リップルに対して折り返しひずみが発生し検出ミスとな
る（例えばリップル周期とサンプル周期が一致している
とリップル分は検出出来ない。）また、サンプル周期を
短くして折り返しを防ぐことはできるが、サンプル周期
を短くすることは他に多く弊害（制御手段のハード・ソ
フト的負荷増大等）を生むこととなる。

【０００８】本発明は、このような問題にかんがみてな
されたもので、光源が低周波点灯，高周波点灯いずれの
蛍光灯であっても適正なＷＢが行えるカラー撮像装置を
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、前記目的を
達成するため、カラー撮像装置を次の（１），（２）の
とおりに構成する。 （１）外光の輝度を測定する外光測定手段と、前記外光
測定手段の出力信号を積分する第１の積分手段と、前記
外光測定手段の出力信号を整流する整流手段と、前記整
流手段によって整流された前記外光測定手段の出力信号
を積分する第２の積分手段と、前記第１，第２の積分手
段の出力に基づいて外光のリップル量を検出し、該検出
されたリップル量が所定値より大きい場合、外光が蛍光
灯の光源であると判断し、その判断に応じてホワイトバ
ランス調整の補正をするマイクロコンピュータとを有
し、前記マイクロコンピュータは、前記第１の積分手段
から得られた外光の明るさが所定の範囲内の場合は、外
光の明るさが所定の範囲外の場合より前記所定値を小さ
くするように設定するカラー撮像装置。

【００１０】（２）前記（１）において、前記マイクロ
コンピュータは、前記第１，第２の積分値の差分をとる
ことによって外光のリップル量を検出するカラー撮像装
置。

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。 図１は本発明の第１実施例である“カラー撮像装置”の
ブロック図である。図において、１〜１０，１４〜１６
のブロックは、図６に示す従来例の同符号部と同機能の
ブロックであり、１１はバッファ、１２は積分器、１３
は差動増幅器である。

【００１３】以下、図１を用いて本実施例の動作につい
て説明する。まず、測色センサ６から差動増幅器９まで
のブロックの動作は図６の従来例と同じであるが、本実
施例では、差動増幅器９の出力ＬＯＧ（ＩＲ／ＩＢ）を
バッファ１１と積分器１２に振り分け、差動増幅器１３
にてその差成分を増幅してリップル成分の積分値を得
る。この手法により高周波のフリッカに対しても、その
フリッカ成分を検出することが可能である。また、バッ
ファ出力と積分器出力との差を導出することでよりフリ
ッカ成分を大きく増幅することができる。 その他１〜１０及び１４〜１６のブロックの動作は図６
の従来例と同じである。なお、測色センサ６は、外光の
フリッカ検出に関しては輝度測定手段として機能してい
る。

【００１４】前述の第１実施例では、図６の従来例と比
べ構成要素がむしろ多くなりコストアップが考えられ
る。また、蛍光灯のフリッカ以外の外光の変化、例え
ば、瞬間的に単発の大光量が入射する場合（ストロボ光
等）には、従来例と同様に、誤ってフリッカとして検出
してしまう可能性がある。これらを解決するため、一定
周期で連続したリップルを効率良く検出しようとするの
が図２に示す本発明の第２実施例である。

【００１５】図２において、１〜５は第１実施例と同じ
ブロックであり、１７は外光の輝度を測定する測光セン
サ、１８はバッファ、１９はコンデンサ、２０はダイオ
ード、２１は抵抗、２２，２３，２４，２５は積分器、
２６はＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器、２７は
マイクロコンピュータ（以下マイコンという）、２８は
メモリ、２９はＤ／Ａ（ディジタル−アナログ）変換器
である。

【００１６】図３は本実施例の要部波形図、図４は本実
施例の動作を示すフローチャートである。以下図２及び
図３，図４を用いて本実施例の動作について説明する。
１〜５のブロックは、第１実施例と同じ動作を行うが、
プロセス回路４の出力の輝度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ，
Ｂ−Ｙは積分器２３，２４，２５にて少なくとも１画面
分（１Ｖ）以上平均化され、Ａ／Ｄ変換器２６に入力さ
れる。一方、測光センサ１７によって外光の輝度を測定
しバッファ１８を介してコンデンサ１９に送り、ここで
直流分をカットする。つまり、図３（イ）におけるライ
ンＡＡ′のレベルは接地レベルとなる。次にダイオード
２０と他端が接地された抵抗２１により図（イ）の交流
波形は、（ロ）のように半波整流され、リップル成分の
一部が取り出される。

【００１７】この半波整流波形を積分器２２で積分する
ことにより、ＤＣレベルＶ_a を得る。このＶ_a がフリッ
カ光源のリップル量を表わすレベルとなる。積分器２２
の出力はＡ／Ｄ変換器２６に入力される。Ａ／Ｄ変換器
２６の各入力から、図４のフローチャートに示す演算を
行い、Ｒ及びＢ信号増幅器２，３の制御電圧ディジタル
値を生成し、Ｄ／Ａ変換器２９へ送る。

【００１８】この動作についてより具体的に説明する。
図４のＳ１に示すように、マイコン２７と接続されたメ
モリ２８には初期値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，
ｊが記憶されている。Ｓ２でＡ／Ｄ変換器２６より、積
分器２２の出力Ｖ_a ，２３の出力Ｒ−Ｙ（積分値），２
４の出力Ｂ−Ｙ（積分値），２５の出力Ｙ（積分値）を
ディジタル値に変換した値を入力する。なお、図４では
積分値を上線で示した。Ｓ３では前記のＲ−Ｙ（積分
値），Ｂ−Ｙ（積分値），Ｙ（積分値）から、Ｒ，Ｇ，
Ｂ値を導出する。さらにＳ４でＶ_a を定数ａとの大小を
比較し、Ｖ_a ＞ａであれば（Ｓ４ ＹＥＳ）、フリッカ
のリップル成分大のため蛍光灯光源であると判断し、Ｓ
５にてＶ_RD＝ｂ×Ｇ／Ｒ＋ｃ，Ｖ_BD＝ｄ×Ｇ／Ｂ＋ｅに
より制御電圧を導出する。つまりＧの成分をも調整して
ＷＢ補正を行い蛍光灯補正を行う。一方、Ｓ４にも、Ｖ
_a ≦ａならば（Ｓ４ ＮＯ）、フリッカのリップル成分
小のため非蛍光灯光源であると判断し、Ｓ６にてＶ_RD＝
ｆ×Ｂ／Ｒ＋ｇ，Ｖ_BD＝ｈ×Ｒ／Ｂ＋ｊにより制御電圧
を導出する。つまり、Ｇの成分は無視して、Ｒ信号とＢ
信号の比から色温度を推測し、その色温度に適した信号
Ｖ_RD，Ｖ_BDを導出する。そして、Ｓ７にて以上のように
して求めた信号Ｖ_RD，Ｖ_BDをＤ／Ａ変換器２９にてアナ
ログ値とし、増幅器２，３の制御電圧とする。

【００１９】以上のように本実施例によれば、フリッカ
のリップル成分検出手段の構成要素を第１実施例に比べ
少なくすることができ、また、図３に示すような瞬間的
な光の変化による外乱の影響も従来例，第１実施例に比
べ、少なくすることができる。

【００２０】図５は本発明の第３実施例を示すブロック
図で、１〜２９のブロックは、図２の同符号のブロック
と同機能のブロックである。また、３０は積分器であ
る。本実施例において、ブロック１〜５，２３〜２９の
動作は第２実施例とほぼ同じであり特に１７〜１８，２
０〜２２，３０のリップル成分検出部分を中心に説明す
る。

【００２１】測光センサ１７の出力は、バッファ１８と
積分器３０に振り分けられ、ダイオード２０及び抵抗２
１によって半波整流される。この際、バッファ１８の出
力においては、図３（イ）のラインＡＡ′に対応するレ
ベルは、積分器３０の出力レベルＶ₃₀と一致している。
したがって、積分器２２の入力においては、図３（ロ）
のラインＢＢ′に対応するレベルもＶ₃₀となる。（ロ）
の出力は積分器２２にて、Ｖ₃₀＋Ｖ_a となり、Ａ／Ｄ変
換器２６へ入力される。マイコン２７では、Ｖ₃₀とＶ₃₀
＋Ｖ_a との差よりＶ_a を導出し、第２実施例と同様にし
てＲ信号増幅器２，Ｂ信号増幅器３の制御電圧を導出す
る。また、この際、Ｖ₃₀から外光の明るさ（輝度）の情
報を取り入れ、その明るさ情報によって、蛍光灯判別の
確度を上げるようにできる。つまり、本来の蛍光灯光の
明るさの範囲にあれば定数ａの値を小さくし、逆に非蛍
光灯光（外光並み）の明るさであればａの値を大きくし
て判断ミスをなくするようにする。

【００２２】なお、以上の各実施例において、測光セン
サや測色センサの出力は、単なるリップル成分検出だけ
でなく、各々ＡＥ（自動露出調整）やＡＷＢ（自動ホワ
イトバランス）調整に利用される。この場合、各々のセ
ンサ出力をリップル成分検出とＡＥ，ＡＷＢとで同じ増
幅率で増幅して使うと、リップル成分の検出精度が良く
ならないことが考えられる。そこで、リップル成分検出
時には各センサのアンプ・ゲインをＡＥ，ＡＷＢ調整時
に比べ高くすることでより検出精度が向上し誤動作を防
ぐことができる。また、第２，第３実施例においては、
リップル成分の検出に半波整流素子を用いたが、これを
全波整流素子によって構成しても良い。また、各実施例
では、リップル成分の検出に積分器を用いているが、こ
れは、入力信号を所定時間にわたって積分するものであ
って、その出力は入力信号の平均値に比例する。よっ
て、積分器のかわりに、平滑回路，ローパスフィルタ等
を用いることが可能であり、本発明でいう“積分”は
“平均”を含むものである。

【００２３】また、測色センサ，測光センサ以外の光セ
ンサ、例えばＡＦ（自動焦点調整）用受光素子をリップ
ル成分検出に用いても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低周波から高周波まで幅広く光源のリップル成分を検出
することで、高周波点灯タイプの蛍光灯光源に対しても
フリッカ検出が可能となり、蛍光灯光源下での撮影でも
画像が緑がかったものにならないよう補正することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例のブロック図

【図２】 第２実施例のブロック図

【図３】 第２実施例，第３実施例要部の波形図

【図４】 第２実施例のフローチャート

【図５】 第３実施例のブロック図

【図６】 従来例のブロック図

【符号の説明】

６ 測色センサ １０ ＷＢ制御電圧導出回路 １１ バッファ １２ 積分器 １３ 差動増幅器 １４ 最小値クランプ回路 １５ 最大値検出回路 １６ コンパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−189091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278480（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−189092（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−141888（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−296488（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152371（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 9/73 H04N 9/64

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外光の輝度を測定する外光測定手段と、前記 外光測定手段の出力信号を積分する第１の積分手段
   と、 前記外光測定手段の出力信号を整流する整流手段と、 前記整流手段によって整流された前記外光測定手段の出
   力信号を積分する第２の積分手段と、 前記第１，第２の積分手段の出力に基づいて外光のリッ
   プル量を検出し、該検出されたリップル量が所定値より
   大きい場合、外光が蛍光灯の光源であると判断し、その
   判断に応じてホワイトバランス調整の補正をするマイク
   ロコンピュータとを有し、 前記マイクロコンピュータは、前記第１の積分手段から
   得られた外光の明るさが所定の範囲内の場合は、外光の
   明るさが所定の範囲外の場合より前記所定値を小さくす
   るように設定する ことを特徴とするカラー撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記マイクロコンピ
   ュータは、前記第１，第２の積分値の差分をとることに
   よって外光のリップル量を検出することを特徴とするカ
   ラー撮像装置。