JP3270024B2 - 自動ホワイトバランス調整装置 - Google Patents

自動ホワイトバランス調整装置

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JP3270024B2 JP18166999A JP18166999A JP3270024B2 JP 3270024 B2 JP3270024 B2 JP 3270024B2 JP 18166999 A JP18166999 A JP 18166999A JP 18166999 A JP18166999 A JP 18166999A JP 3270024 B2 JP3270024 B2 JP 3270024B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラービデオカメ
ラからの映像信号を利用して自動的にホワイト・バラン
スを調整する自動ホワイトバランス調整装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のこの種の自動ホワイトバラ
ンス調整装置(以下、映像信号を利用して自動的にホワ
イトバランスを調整する方式をTTL方式と略称す
る。)を備えたカラービデオカメラのブロック構成を示
している。
【0003】図5において、101はレンズであり、1
02は補色の市松フィルタを備えた撮像素子(CCD)
である。103は撮像素子102から得られる信号を相
関二重サンプリングするCDS回路である。104は輝
度・色差分離回路であり、CDS回路103からの出力
を輝度信号と色差信号とに分離する。105は輝度信号
処理回路であり、106はローパスフィルタ(LPF)
であり、共に輝度信号が入力される。107はR−ch
ゲインコントローラ(G.C.)であり、108はB−
chゲインコントローラ(G.C.)であり、共に色差
信号が入力され、後述するマイクロコンピュータから得
られるゲインコントロール電圧でローパスフィルタ10
6から得られるYL 信号の量をコントロールし、R系お
よびB系の色差信号のホワイトバランス調整を行なう。
109は色差同時化回路であり、このTTL方式により
得られる色差信号は、水平期間ごとにR系とB系の信号
が入れ換わっているため、この色差同時化回路109で
B−YL 信号とR−YL 信号に直している。110はこ
のB−YL 信号とR−YL 信号を平衡変調するための変
調器であり、111は変調器110の出力と輝度信号処
理回路105の出力とを合成して映像信号を得るための
加算器である。
【0004】112、113はそれぞれR−YL 信号、
B−YL 信号を入力されてこれらを平均化するための積
分器である。114、115は平均化されたR−YL
号、B−YL 信号を基準電圧と比較するための比較器で
ある。116はマイクロコンピュータであり、内部に比
較器114、115の“H”、“L”情報により変化す
るカウンタ手段117、118を備えている。119、
120はカウンタ手段117、118の出力をデジタル
/アナログ変換するためのD/A変換器であり、D/A
変換器119の出力がR−chゲインコントローラ10
7に入力され、D/A変換器120の出力はB−chゲ
インコントローラ108に入力される。これにより、各
ゲインコントローラ107、108は、コントロール電
圧が大きくなるとゲイン大、小さくなるとゲイン小にな
るようにコントロールされる。
【0005】次に上記カラービデオカメラにおけるホワ
イトバランス調整動作について説明する。TTL方式の
ホワイトバランス調整は、撮映されているシーン全域を
積分した結果は白に近いということを前提にしている。
このため、まず色差同時化回路109の出力であるR−
L 信号、B−YL 信号を積分器112,113で積分
して、比較器114,115で基準電圧と比較する。こ
の基準電圧は、カメラで白を撮映した時にR−YL 信号
とB−YL 信号の積分値から得られる電圧に設定する。
すなわち、R−YL 信号とB−YL 信号の積分値を基準
電圧に一致するようにR−chゲインコントローラ10
7およびB−chゲインコントローラ108をコントロ
ールすればよいわけである。
【0006】例えば、カメラのホワイトバランスがずれ
て赤っぽいとすると、R−YL 信号の積分値は基準電圧
より大きくなるため、比較器114の出力は“L”とな
り、カウンタ手段117のカウンタデータは、1つ小さ
くなる。そして、変更後のデータは、D/A変換器11
9を通してR−chゲインコントローラ107に加えら
れる。このR−chゲインコントローラ107に加えら
れる電圧は、前より小さくなるため、R−YL 信号の積
分値は前より小さくなるが、これでも基準電圧より大き
ければ、同様のループがまわり、R−YL 信号の積分値
はより小さくなる。そして、R−YL 信号の積分値が基
準電圧より小さくなると、今度は積分値を大きくするた
め、R−chゲインコントローラ107のコントロール
電圧が下がる。しかしながら、R−YL 信号の積分値と
基準電圧を全く一致させることはできないため、1ビッ
トの誤差で、R−YL の積分値は基準電圧の前後に収束
することになる。
【0007】このように、上記従来のTTL方式の自動
ホワイトバランス調整装置では、映像信号情報から常時
ホワイトバランス調整を行なっているため、外部センサ
ーで色温度を検出してホワイトバランス調整を行なう方
式に比較して、無彩色の多いシーンでのホワイトバラン
ス精度が高いこと、および機構や構造的な制限を受けな
いこと等の優位性を備えている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
TTL方式のホワイトバランス調整装置では、下記のよ
うな問題点があった。
【0009】映像信号で常時ホワイトバランス調整を実
施しているため、シーンの僅かな変化でホワイトバラン
スが敏感に影響しないように応答性を遅くしなければな
らない。そのため、屋内から屋外といった急な色温度変
化が発生した場合、追従性が悪い。
【0010】屋外で使用した場合、青空が画面に入り、
ホワイトバランスのずれが大きくなる。
【0011】屋外で赤レンガのバックが大きく入った
り、屋内で青系のバックが入った場合、ホワイトバラン
スのずれが大きくなる等の問題があった。
【0012】本発明は、このような従来の問題点を解決
するものであり、撮映シーンの影響を受けにくく、かつ
応答性の優れたTTL方式の自動ホワイトバランス調整
装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、レンズのF値を検出して判定する手段と
被写体までの距離を検出して判定する手段から得られる
情報に応じてゲートパルスの幅を変えるゲート出力手段
と、そのゲートパルスに基づいて色差信号にゲートをか
けるゲート回路とを備え、色差信号を積分する際に誤動
作の原因となる撮像ゾーンの領域をカットするようにし
たものである。
【0014】本発明は、上記のような構成により、次の
ような作用を有し、従来のTTL方式ホワイトバランス
調整の欠点を改善することができる。
【0015】屋外で被写体までの距離が遠い場合、画面
上部に青空等の色温度情報として好ましくない情報の入
ることが多いが、自動光量調整された絞り量(F値)か
ら屋内外の判定を行ない、屋外でかつ被写体までの距離
が遠い場合には、画面の上部約1/3を色差信号からカ
ットして青空の影響を少なくする。このため、ホワイト
バランスの精度を向上させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態の構
成を示すものである。図1において、1はレンズであ
り、2は補色の市松フィルタを備えた撮像素子(CC
D)である。3は撮像素子2から得られる信号を相関二
重サンプリングするCDS回路である。4は輝度・色差
分離回路であり、CDS回路3からの出力を輝度信号と
色差信号とに分離する。5は輝度信号処理回路であり、
6はローパスフィルタ(LPF)であり、共に輝度信号
が入力される。7はR−chゲインコントローラ(G.
C.)であり、8はB−chゲインコントローラ(G.
C.)であり、共に色差信号が入力され、後述するマ
イクロコンピュータから得られるゲインコントロール電
圧でローパスフィルタ6から得られるYL 信号の量をコ
ントロールし、R系およびB系の色差信号のホワイトバ
ランス調整を行なう。9は色差同時化回路であり、B−
L 信号とR−YL 信号を出力する。10はこのB−Y
L 信号とR−YL 信号を平衡変調するための変調器であ
り、11は変調器10の出力と輝度信号処理回路5の出
力とを合成して映像信号を得るための加算器である。
【0017】12、13はそれぞれR−YL 信号、B−
L 信号を入力されて、必要な色差信号のみ出力するゲ
ート回路である。14、15は上記ゲート回路12、1
3からそれぞれ出力されたR−YL 信号、B−YL 信号
を平均化するための積分器である。16、17は平均化
されたR−YL 信号、B−YL 信号を基準電圧と比較す
るための比較器である。18,19は積分器14,15
からの出力レベルと方向を判別するレベル/方向判定回
路であり、積分器14、15のレベルが、基準電圧から
+方向のある設定電圧以上になると、端子出力R+とB
+が“H”となり、−方向のある設定電圧以上になる
と、端子出力R−とB−が“H”になる。また、設定電
圧以下ではどの端子出力も“L”となる。20はマイク
ロコンピュータであり、内部にカウンタ手段21,2
2、出力リミッタ手段23,24、カウンタ速度制御手
段25、F値判定手段26、距離判定手段27およびゲ
ート出力手段28を備えている。
【0018】カウンタ手段21,22は比較器16,1
7の“H”,“L”情報によりカウント値を変化させ
る。出力リミッタ手段23,24は、F値判定手段26
から得られる情報に基づき、カウンタ手段21,22の
出力を制限する。カウンタ速度制御手段25は、レベル
/方向判定回路18,19の情報に基づき、カウンタ手
段21,22のカウント速度をコントロールする。ゲー
ト出力手段28はF値判定手段26と距離判定手段27
の情報に基づき、ゲートパルスをゲート回路12,13
に出力し、積分器14,15に送る色差信号の有効エリ
アを設定している。29,30は出力リミッタ手段2
3,24の出力をデジタル/アナログ変換するためのD
/A変換器であり、D/A変換器29の出力はR−ch
ゲインコントローラ7に入力され、D/A変換器30の
出力はB−chゲインコントローラ8に入力される。各
ゲインコントローラ7、8は、コントロール電圧が大き
くなるとゲイン大、小さくなるとゲイン小になるように
コントロールされる。31はF値検出回路であり、レン
ズ1の絞り機構からF値情報を検出してF値判定手段2
6へ送る。32は距離検出回路であり、レンズ1の合焦
機構から被写体までの距離を検出して距離判定手段27
へ送る。
【0019】次に、図2に示すF値/距離特性テーブル
を参照して本発明の上記の実施の形態における動作につ
いて説明する。まず、F値情報は、図1のF値検出回路
31から得られ、F値判定手段26では、F値≧F
0 (F1.4の8倍ズームレンズではF0 =F5.6に
設定)の場合に“H”を出力する。屋外で青空が入る場
合や屋内でも画面の上部に蛍光灯が複数入った場合は、
このようなF0 以上になる頻度が高い。一方、被写体ま
での距離情報は、距離検出回路32から得られ、距離判
定手段27では、距離≧L0 (8倍ズームレンズではL
0 =5m以上)の場合に“H”を出力する。F値判定手
段26と距離検出手段27の出力が両方共““H”にな
る場合すなわち図2の斜線で示す範囲は、被写体上部に
青空や光源等が入る可能性が非常に高く、ホワイトバラ
ンス精度が劣化してしまうことが多い。そこで、ゲート
出力手段28では、F値判定手段26と距離判定手段2
7の両方が共に“H”を出力した時には、画面上部1/
3に相当するパルスを発生してゲート回路12,13に
入力し、ゲート回路12,13により、図3に示すよう
に、色差情報を有効エリアを画面下2/3に縮小するよ
うに制御して積分器14,15に出力する。
【0020】このように上記実施の形態によれば、屋外
撮映時において、青空が画面に入った場合等でも、良好
なホワイトバランス調整を実現することができる。
【0021】次に、図4に示すF値/色温度クリップテ
ーブルを参照して、本発明に関連する発明形態の動作に
ついて説明する。F値情報は、同様に図1のF値検出回
路31から得られ、これをF値判定手段26に入力す
る。F値判定手段26では、前述したF0 判定の他に次
に述べる動作も行なっている。すなわち、出力リミッタ
手段23,24のリミッタ値をコントロールする情報
を、F値判定手段26から出力する。F値判定手段26
では、F値検出回路31から得られた情報に基づき、図
4に示す斜線で示した3領域,,に分割する。
【0022】領域は、F値が開放絞りとF1の間、か
つ色温度クリップ値が2600Kから4500Kの間で
ある。領域は、F値がF1からF2の間、かつ色温度
クリップ値が2600Kから6500Kの間である。領
域は、F値がF2からF値の間、かつ色温度クリップ
値が4500Kから6500Kの間である。
【0023】したがって、領域の屋内の撮映時には、
4500Kで出力リミッタ手段23,24の出力にクリ
ップがかかるため、4500K以上の青系の被写体が入
ってきてもホワイトバランスの誤差を最小限に抑制する
ことができる。また領域の屋外撮映時には、同じく4
500Kで出力リミッタ手段23,24の出力にクリッ
プがかかるため、4500K以下の赤系の被写体が入っ
てきても、上記と同様にホワイトバランスの誤差を最小
限に抑制し、良好なホワイトバランスを実現することが
できる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、上記実施の形態から明らかな
ように、F値情報と被写体までの距離情報から、画面上
部に青空等の入る条件を判定して、画面上部の色差情報
をカットすることにより、青空が入るようなシーンでも
精度の高いホワイトバランス調整を実現することができ
る。
【0025】また、F値情報から屋内外を判定し、色温
度クリップ値を変えることにより、屋内での青系被写
体、屋外の赤系被写体によるホワイトバランス誤差を最
小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るホワイトバランス
調整装置を備えたカラービデオカメラの概略ブロック図
【図2】前記実施の形態におけるF値と距離の関係を示
す特性図
【図3】前記実施の形態におけるゲートパルスを出力し
ている時の色差情報有効エリアを示す模式図
【図4】本発明に関連する発明形態におけるF値と色温
度クリップ値の関係を示す特性図
【図5】従来のホワイトバランス調整装置を備えたカラ
ービデオカメラの概略ブロック図
【符号の説明】
1 レンズ 2 撮像素子(CCD) 3 CDS回路 4 輝度・色差分離回路 5 輝度信号処理回路 6 ローパスフィルタ(LPF) 7 R−chゲインコントローラ 8 B−chゲインコントローラ 9 色差同時化回路 10 変調器 11 加算器 12,13 ゲート回路 14,15 積分器 16,17 比較器 18,19 レベル/方向判定回路 20 マイクロコンピュータ 21,22 カウンタ手段 23,24 出力リミッタ手段 25 カウンタ速度制御手段 26 F値判定手段 27 距離判定手段 28 ゲート出力手段 29,30 D/A変換器 31 F値検出回路 32 距離検出回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レンズから得られるF値情報を検出する
    F値検出回路と、前記F値検出回路の出力からF値を判
    定するF値判定手段と、被写体までの距離を検出する距
    離検出回路と、前記距離検出回路の出力から距離を判定
    する距離判定手段と、前記F値判定手段および距離判定
    手段の結果に基づき、ゲートパルスを出力するか否かを
    判定するゲート出力手段と、前記ゲート出力手段の出力
    により色差信号の有効部分を制御するゲート回路とを備
    えた自動ホワイトバランス調整装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108198142A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 努比亚技术有限公司 色彩调节方法、终端及计算机可读存储介质
CN108198142B (zh) * 2017-12-28 2020-06-26 北京数科网维技术有限责任公司 色彩调节方法、终端及计算机可读存储介质

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