JP3401921B2 - 面順次カラーカメラ - Google Patents
面順次カラーカメラInfo
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- JP3401921B2 JP3401921B2 JP15532494A JP15532494A JP3401921B2 JP 3401921 B2 JP3401921 B2 JP 3401921B2 JP 15532494 A JP15532494 A JP 15532494A JP 15532494 A JP15532494 A JP 15532494A JP 3401921 B2 JP3401921 B2 JP 3401921B2
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- Japan
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- color
- variable gain
- gain amplifier
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- Color Image Communication Systems (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、面順次カラーカメラの
色バランス設定装置に関し、特にフィードフォワード制
御およびフィードバック制御を併用することにより高精
度かつ高速度の色バランス設定を可能にする技術に関す
る。
色バランス設定装置に関し、特にフィードフォワード制
御およびフィードバック制御を併用することにより高精
度かつ高速度の色バランス設定を可能にする技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図2は、面順次カラーカメラにおいて従
来より使用されているホワイトバランス制御装置の概略
の構成を示す。同図の装置は、図示しない撮像レンズを
介して被写体の画像光を受けるCCDなどの撮像素子を
含む撮像手段10と、該撮像手段10の出力を受ける単
一ゲインのバッファ1と、該バッファ1の出力を受ける
可変利得増幅器2を備え、該可変利得増幅器2からホワ
イトバランスが調節されたビデオ信号が得られる。ホワ
イトバランスを調節するために、図2の装置はさらに、
前記バッファ1の出力を受ける他の単一ゲインのバッフ
ァ3と、該バッファ3の出力を受けるピークホールド回
路4と、該ピークホールド回路4の出力を所定のゲイン
で増幅する増幅器5と、該増幅器5の出力をデジタル信
号に変換するA/D変換器6と、該A/D変換器6の出
力を受けるCPU7と、CPU7からの制御信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換器8と、該D/A変換器
8の出力を所定ゲインで増幅して前記可変利得増幅器2
のゲイン制御用入力に印加するための増幅器9とを備え
ている。
来より使用されているホワイトバランス制御装置の概略
の構成を示す。同図の装置は、図示しない撮像レンズを
介して被写体の画像光を受けるCCDなどの撮像素子を
含む撮像手段10と、該撮像手段10の出力を受ける単
一ゲインのバッファ1と、該バッファ1の出力を受ける
可変利得増幅器2を備え、該可変利得増幅器2からホワ
イトバランスが調節されたビデオ信号が得られる。ホワ
イトバランスを調節するために、図2の装置はさらに、
前記バッファ1の出力を受ける他の単一ゲインのバッフ
ァ3と、該バッファ3の出力を受けるピークホールド回
路4と、該ピークホールド回路4の出力を所定のゲイン
で増幅する増幅器5と、該増幅器5の出力をデジタル信
号に変換するA/D変換器6と、該A/D変換器6の出
力を受けるCPU7と、CPU7からの制御信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換器8と、該D/A変換器
8の出力を所定ゲインで増幅して前記可変利得増幅器2
のゲイン制御用入力に印加するための増幅器9とを備え
ている。
【0003】図2の装置においては、撮像手段10から
入力されたビデオ信号はバッファ1を介して可変利得増
幅器2に入力されるとともに、バッファ3に入力され
る。バッファ3を通過したビデオ信号はピークホールド
回路4に入力され、該ピークホールド回路4でピークホ
ールドされた後増幅器5で増幅される。増幅器5から出
力されたビデオ信号はA/D変換器6でデジタル信号に
変換された後CPU7に入力される。なお、前記撮像手
段10から入力されるビデオ信号は、面順次信号であ
り、各色R,G,Bのビデオ信号が時分割的につながっ
た信号である。したがって、ピークホールド回路4にお
いても各色の画像信号を時分割的にピークホールドし、
各色の画像信号のピークレベルを時分割的に示す信号が
生成される。
入力されたビデオ信号はバッファ1を介して可変利得増
幅器2に入力されるとともに、バッファ3に入力され
る。バッファ3を通過したビデオ信号はピークホールド
回路4に入力され、該ピークホールド回路4でピークホ
ールドされた後増幅器5で増幅される。増幅器5から出
力されたビデオ信号はA/D変換器6でデジタル信号に
変換された後CPU7に入力される。なお、前記撮像手
段10から入力されるビデオ信号は、面順次信号であ
り、各色R,G,Bのビデオ信号が時分割的につながっ
た信号である。したがって、ピークホールド回路4にお
いても各色の画像信号を時分割的にピークホールドし、
各色の画像信号のピークレベルを時分割的に示す信号が
生成される。
【0004】CPU7では、ピークホールド回路4から
増幅器5を介して入力された信号に基づき、現在の各色
の画像信号のレベルがどの程度であるかを判別し、可変
利得増幅器2の出力がそれぞれの色で適切なレベルにな
るような制御信号を生成する。すなわち、CPU7は、
可変利得増幅器2の出力における全ての色の画像信号の
レベルが等しくなるように該可変利得増幅器2のゲイン
を各色ごとに時分割的に設定していた。
増幅器5を介して入力された信号に基づき、現在の各色
の画像信号のレベルがどの程度であるかを判別し、可変
利得増幅器2の出力がそれぞれの色で適切なレベルにな
るような制御信号を生成する。すなわち、CPU7は、
可変利得増幅器2の出力における全ての色の画像信号の
レベルが等しくなるように該可変利得増幅器2のゲイン
を各色ごとに時分割的に設定していた。
【0005】また、図3は、従来の面順次カラーカメラ
に使用されていた別のホワイトバランス設定装置の構成
を示す。図3の装置では、図2のものとは異なり、ピー
クホールド回路4に入力される画像信号は可変利得増幅
器2の出力からバッファ11を介して得ている。その他
の部分は概略的に図2のものと同じであり、対応部分に
は同一の参照数字が付されている。
に使用されていた別のホワイトバランス設定装置の構成
を示す。図3の装置では、図2のものとは異なり、ピー
クホールド回路4に入力される画像信号は可変利得増幅
器2の出力からバッファ11を介して得ている。その他
の部分は概略的に図2のものと同じであり、対応部分に
は同一の参照数字が付されている。
【0006】図3のホワイトバランス設定装置において
は、撮像手段10から入力された面順次方式の画像信号
はバッファ1を介して可変利得増幅器2で増幅され出力
される。該可変利得増幅器2の出力はまたバッファ11
を介してピークホールド回路4に入力される。ピークホ
ールド回路4は時分割的に入力される各色の画像信号を
それぞれの色ごとにピークホールドし、各色の画像信号
のピークレベルを示す信号を発生し、この信号は増幅器
5およびA/D変換器6を介してCPU7に入力され
る。CPU7は、入力された信号で示される現在の各色
の画像信号のレベルと所望の基準レベルとを比較し、合
致していなければ可変利得増幅器2のゲインを変えるよ
うな信号を、D/A変換器8と増幅器9を介して可変利
得増幅器2の利得制御入力端子に印加する。これによっ
て可変利得増幅器2の出力における各色の画像信号のレ
ベルを等しくしホワイトバランスを設定することが可能
になる。
は、撮像手段10から入力された面順次方式の画像信号
はバッファ1を介して可変利得増幅器2で増幅され出力
される。該可変利得増幅器2の出力はまたバッファ11
を介してピークホールド回路4に入力される。ピークホ
ールド回路4は時分割的に入力される各色の画像信号を
それぞれの色ごとにピークホールドし、各色の画像信号
のピークレベルを示す信号を発生し、この信号は増幅器
5およびA/D変換器6を介してCPU7に入力され
る。CPU7は、入力された信号で示される現在の各色
の画像信号のレベルと所望の基準レベルとを比較し、合
致していなければ可変利得増幅器2のゲインを変えるよ
うな信号を、D/A変換器8と増幅器9を介して可変利
得増幅器2の利得制御入力端子に印加する。これによっ
て可変利得増幅器2の出力における各色の画像信号のレ
ベルを等しくしホワイトバランスを設定することが可能
になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記図2のフィードフ
ォワード方式によるホワイトバランス設定装置において
は、各色の入力画像信号のレベルからCPU7が必要な
ゲインを算出することにより直ちに可変利得増幅器2の
利得を制御できる。したがって迅速なホワイトバランス
の設定が可能である。
ォワード方式によるホワイトバランス設定装置において
は、各色の入力画像信号のレベルからCPU7が必要な
ゲインを算出することにより直ちに可変利得増幅器2の
利得を制御できる。したがって迅速なホワイトバランス
の設定が可能である。
【0008】ところが、一般に可変利得増幅器2は、図
4に示すように、ゲイン制御入力とゲインしたがって出
力レベルとの間に数パーセント程度の非線形もち、ま
た、この非線形性は製品によってばらつきが生じる。こ
のため、R,G,Bの各色の画像信号のレベルを可変利
得増幅器によって一致させようとしても、必ず誤差が生
じ精密なホワイトバランスが設定できないという不都合
があった。
4に示すように、ゲイン制御入力とゲインしたがって出
力レベルとの間に数パーセント程度の非線形もち、ま
た、この非線形性は製品によってばらつきが生じる。こ
のため、R,G,Bの各色の画像信号のレベルを可変利
得増幅器によって一致させようとしても、必ず誤差が生
じ精密なホワイトバランスが設定できないという不都合
があった。
【0009】例えば、今、R,G,Bの各色の画像信号
の入力レベルがVri,Vgi,Vbiであるものと
し、かつ各色の画像信号の可変利得増幅器2の出力が例
えば緑色(G)の画像信号の入力レベルVgiと同じレ
ベルに合致するように設定するものとする。この場合、
CPU7によって計算される各色の信号の所望ゲインは
次のようになる。
の入力レベルがVri,Vgi,Vbiであるものと
し、かつ各色の画像信号の可変利得増幅器2の出力が例
えば緑色(G)の画像信号の入力レベルVgiと同じレ
ベルに合致するように設定するものとする。この場合、
CPU7によって計算される各色の信号の所望ゲインは
次のようになる。
【0010】
【式1】
R : Vgi/Vri
G : 1
B : Vgi/Vbi
【0011】そして、可変利得増幅器2のゲイン制御入
力と出力信号のレベルとの関係が1対1の理想的な状態
にあるものとすれば、上記の場合、Rの時はVgi/V
riに対応する値を、Gの時には1に対応する値を、B
の時にはVgi/Vbiに対応する値をゲイン制御入力
信号として可変利得増幅器2のゲイン制御入力に印加す
れば可変利得増幅器2のゲインは上記所望のゲインとな
り、各色の画像信号のレベルはGのレベルVgiと合致
する。
力と出力信号のレベルとの関係が1対1の理想的な状態
にあるものとすれば、上記の場合、Rの時はVgi/V
riに対応する値を、Gの時には1に対応する値を、B
の時にはVgi/Vbiに対応する値をゲイン制御入力
信号として可変利得増幅器2のゲイン制御入力に印加す
れば可変利得増幅器2のゲインは上記所望のゲインとな
り、各色の画像信号のレベルはGのレベルVgiと合致
する。
【0012】しかしながら、現実には、図4に示すよう
に出力レベルとゲイン制御入力のレベルとの関係が1対
1ではなく(1+e)対1であり、しかもeの値はゲイ
ン制御入力のレベルによって異なるから、ゲイン制御入
力に例えば前記の値を入力した時出力は次のようにな
る。
に出力レベルとゲイン制御入力のレベルとの関係が1対
1ではなく(1+e)対1であり、しかもeの値はゲイ
ン制御入力のレベルによって異なるから、ゲイン制御入
力に例えば前記の値を入力した時出力は次のようにな
る。
【0013】
【式2】
R : (1+er)Vgi/Vri
G : (1+eg)
B : (1+eb)Vgi/Vbi
【0014】すなわち、前記eの値が各色R,G,Bご
とに異なりer,eg,ebとなって各色ごとに異なっ
た値になる。このため、可変利得増幅器2の出力の大き
さも互いに異なることになる。
とに異なりer,eg,ebとなって各色ごとに異なっ
た値になる。このため、可変利得増幅器2の出力の大き
さも互いに異なることになる。
【0015】また、前記図3のフィードバック制御方式
のホワイトバランス設定装置では、可変利得増幅器2の
出力をフィードバックして各色のゲインを設定している
ため、原理的には前述のような可変利得増幅器の非線形
性による各色信号間のばらつきは生じない。また、各色
ごとに撮像素子を有する3板式のビデオカメラであれば
各色信号のレベルが合致するまでの速度は、CPUの演
算速度およびループを回る回数など電気的な要因で決ま
るのでホワイトバランス設定のための時間の遅れは気に
ならない。しかしながら、回転カラーフィルタなどを使
用した面順次方式のような時分割的に色信号を取込むよ
うな単板式のビデオカメラでは、機械的に色分解するた
めに、同時にR,G,B信号の入力レベルを知ることが
できない。例えば、回転カラーフィルタの1回転する時
間すなわち色分解の時間が0.3秒でホワイトバランス
が完全に設定されるまでのループの回数が20回とする
と、R,G,Bのレベルが合致するまで6秒の時間を要
する。すなわち、従来のフィードバック制御方式の装置
では、ホワイトバランスの設定にかなりの時間を要する
という問題があった。
のホワイトバランス設定装置では、可変利得増幅器2の
出力をフィードバックして各色のゲインを設定している
ため、原理的には前述のような可変利得増幅器の非線形
性による各色信号間のばらつきは生じない。また、各色
ごとに撮像素子を有する3板式のビデオカメラであれば
各色信号のレベルが合致するまでの速度は、CPUの演
算速度およびループを回る回数など電気的な要因で決ま
るのでホワイトバランス設定のための時間の遅れは気に
ならない。しかしながら、回転カラーフィルタなどを使
用した面順次方式のような時分割的に色信号を取込むよ
うな単板式のビデオカメラでは、機械的に色分解するた
めに、同時にR,G,B信号の入力レベルを知ることが
できない。例えば、回転カラーフィルタの1回転する時
間すなわち色分解の時間が0.3秒でホワイトバランス
が完全に設定されるまでのループの回数が20回とする
と、R,G,Bのレベルが合致するまで6秒の時間を要
する。すなわち、従来のフィードバック制御方式の装置
では、ホワイトバランスの設定にかなりの時間を要する
という問題があった。
【0016】本発明はこのような従来例の装置における
問題点に鑑みてなされたもので、可変利得増幅器の非線
形性や面順次方式における色分解時間に左右されること
なく、高精度かつ高速度で色バランスの設定を可能にす
る色バランス設定装置を提供することを目的とする。
問題点に鑑みてなされたもので、可変利得増幅器の非線
形性や面順次方式における色分解時間に左右されること
なく、高精度かつ高速度で色バランスの設定を可能にす
る色バランス設定装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、被写体の画像光を色分解して撮像
する面順次カラーカメラにおいて、色分解された被写体
の画像光を順次撮像することによって得た各色の画像信
号を増幅する可変利得増幅器手段と、色バランス設定時
に、前記可変利得増幅器手段で増幅する前の各色の画像
信号にもとづき前記可変利得増幅器手段の各色の利得を
調節してフィードフォワード制御による色バランス設定
を行なった後、前記可変利得増幅器手段で増幅した後の
画像信号に基づき前記可変利得増幅器手段の各色の利得
を調節してフィードバック制御による色バランス設定を
行なう制御手段とを具備することを特徴とする。さら
に、前記可変利得増幅器手段で増幅する前の画像信号に
対応する信号と前記可変利得増幅器手段で増幅された後
の画像信号に対応する信号とを選択的に出力するための
スイッチ手段を具備し、前記フィードフォワード制御と
前記フィードバック制御とは、前記スイッチ手段で切換
えられるよう構成することもできる。
め、本発明によれば、被写体の画像光を色分解して撮像
する面順次カラーカメラにおいて、色分解された被写体
の画像光を順次撮像することによって得た各色の画像信
号を増幅する可変利得増幅器手段と、色バランス設定時
に、前記可変利得増幅器手段で増幅する前の各色の画像
信号にもとづき前記可変利得増幅器手段の各色の利得を
調節してフィードフォワード制御による色バランス設定
を行なった後、前記可変利得増幅器手段で増幅した後の
画像信号に基づき前記可変利得増幅器手段の各色の利得
を調節してフィードバック制御による色バランス設定を
行なう制御手段とを具備することを特徴とする。さら
に、前記可変利得増幅器手段で増幅する前の画像信号に
対応する信号と前記可変利得増幅器手段で増幅された後
の画像信号に対応する信号とを選択的に出力するための
スイッチ手段を具備し、前記フィードフォワード制御と
前記フィードバック制御とは、前記スイッチ手段で切換
えられるよう構成することもできる。
【0018】また、前記制御手段は各色の画像信号を少
なくとも1回ずつ撮像してフィードフォワード制御によ
り前記可変利得増幅器手段の利得を調整した後前記フィ
ードバック制御に切り替えるよう構成することもでき
る。すなわち、例えば色分解用の回転カラーフィルタを
使用した面順次カラーカメラの場合は、色分解フィルタ
が1回転して各色の画像信号を1回ずつ撮像することに
よってフィードフォワード制御を行ない、その後フィー
ドバック制御に切り替えるよう構成できる。
なくとも1回ずつ撮像してフィードフォワード制御によ
り前記可変利得増幅器手段の利得を調整した後前記フィ
ードバック制御に切り替えるよう構成することもでき
る。すなわち、例えば色分解用の回転カラーフィルタを
使用した面順次カラーカメラの場合は、色分解フィルタ
が1回転して各色の画像信号を1回ずつ撮像することに
よってフィードフォワード制御を行ない、その後フィー
ドバック制御に切り替えるよう構成できる。
【0019】また、前記フィードバック制御により前記
可変利得増幅器手段の利得を調整した後、再び前記スイ
ッチ手段をフィードフォワード制御可能な状態に戻して
おくと好都合である。
可変利得増幅器手段の利得を調整した後、再び前記スイ
ッチ手段をフィードフォワード制御可能な状態に戻して
おくと好都合である。
【0020】さらに、前記フィードバック制御を各色の
画像信号を少なくとも2回ずつ撮像して行なった後、フ
ィードフォワード制御に戻すよう構成することもでき
る。例えば、色分解用フィルタとして回転カラーフィル
タを使用する面順次カラーカメラでは、該回転カラーフ
ィルタが2回転する間各色の画像信号を使用してフィー
ドバック制御を行ない、再びフィードフォワード制御に
戻しておくと好都合である。
画像信号を少なくとも2回ずつ撮像して行なった後、フ
ィードフォワード制御に戻すよう構成することもでき
る。例えば、色分解用フィルタとして回転カラーフィル
タを使用する面順次カラーカメラでは、該回転カラーフ
ィルタが2回転する間各色の画像信号を使用してフィー
ドバック制御を行ない、再びフィードフォワード制御に
戻しておくと好都合である。
【0021】さらに、前記可変利得増幅器手段は各色の
画像信号に対して共通のものとし、該可変利得増幅器手
段の利得を各色ごとに時分割的に制御して色バランスの
設定を行なうと好都合である。
画像信号に対して共通のものとし、該可変利得増幅器手
段の利得を各色ごとに時分割的に制御して色バランスの
設定を行なうと好都合である。
【0022】
【作用】上記構成に係わる色バランス設定装置において
は、前記制御手段の制御により、まず前記可変利得増幅
器手段で増幅する前の各色の画像信号に基づきフィード
フォワード制御によってホワイトバランスなどの色バラ
ンスの設定が行なわれた後、前記可変利得増幅器手段で
増幅した後の画像信号に基づき可変利得増幅器手段の各
色の利得をフィードバック制御により調整して色バラン
ス設定を行なう。したがって、色バランス設定時に、ま
ずフィードフォワード制御によって高速度で所望の設定
状態に近い状態まで色バランス設定を行なった後、フィ
ードバック制御により最終的に高精度の設定が行なわれ
る。したがって、色バランス設定が極めて高速度で行な
われるとともに、可変利得増幅器手段の非線形性などに
よる色バランス設定の誤差を除去して高精度の設定を行
なうことが可能になる。
は、前記制御手段の制御により、まず前記可変利得増幅
器手段で増幅する前の各色の画像信号に基づきフィード
フォワード制御によってホワイトバランスなどの色バラ
ンスの設定が行なわれた後、前記可変利得増幅器手段で
増幅した後の画像信号に基づき可変利得増幅器手段の各
色の利得をフィードバック制御により調整して色バラン
ス設定を行なう。したがって、色バランス設定時に、ま
ずフィードフォワード制御によって高速度で所望の設定
状態に近い状態まで色バランス設定を行なった後、フィ
ードバック制御により最終的に高精度の設定が行なわれ
る。したがって、色バランス設定が極めて高速度で行な
われるとともに、可変利得増幅器手段の非線形性などに
よる色バランス設定の誤差を除去して高精度の設定を行
なうことが可能になる。
【0023】この場合、フィードフォワード制御は極め
て高速度で行なわれ各色の画像信号を少なくとも1回ず
つ撮像して行なうだけで所望の色バランス設定状態に近
い状態にまで設定を行なうことができる。したがって、
その後は前記スイッチ手段を切り替えてフィードバック
制御を行なうことができる。
て高速度で行なわれ各色の画像信号を少なくとも1回ず
つ撮像して行なうだけで所望の色バランス設定状態に近
い状態にまで設定を行なうことができる。したがって、
その後は前記スイッチ手段を切り替えてフィードバック
制御を行なうことができる。
【0024】前記フィードバック制御は、例えば回転カ
ラーフィルタの2回転分、すなわち各色の画像信号を少
なくとも2回ずつ撮像して行なうことにより十分な精度
の色バランス設定が可能であり、これはフィードバック
制御を行なう前にフィードフォワード制御によって所望
設定値に近い状態まで色バランス設定が行なわれている
からである。
ラーフィルタの2回転分、すなわち各色の画像信号を少
なくとも2回ずつ撮像して行なうことにより十分な精度
の色バランス設定が可能であり、これはフィードバック
制御を行なう前にフィードフォワード制御によって所望
設定値に近い状態まで色バランス設定が行なわれている
からである。
【0025】また、このようにフィードバック制御を行
った後、再び前記スイッチ手段をフィードフォワード制
御可能な状態に戻しておくことにより、その後色バラン
ス設定を行なう際に直ちにフィードバック制御から前述
のような所定の手順で色バランス設定を開始することが
可能になり、色バランス設定をいつでも迅速に行なうこ
とが可能になる。
った後、再び前記スイッチ手段をフィードフォワード制
御可能な状態に戻しておくことにより、その後色バラン
ス設定を行なう際に直ちにフィードバック制御から前述
のような所定の手順で色バランス設定を開始することが
可能になり、色バランス設定をいつでも迅速に行なうこ
とが可能になる。
【0026】さらに、前記可変利得増幅器手段は各色の
画像信号に対し共通のものとすることにより、かつ該可
変利得増幅器手段の利得を各色ごとに時分割的に制御し
て色バランスの設定を行なうことにより、各色ごとに可
変利得増幅器手段の特性がばらつくことがなくなり、色
バランス設定を高精度で行なうことができ、しかも製品
によって色バランス設定の精度がばらつくこともなくな
る。
画像信号に対し共通のものとすることにより、かつ該可
変利得増幅器手段の利得を各色ごとに時分割的に制御し
て色バランスの設定を行なうことにより、各色ごとに可
変利得増幅器手段の特性がばらつくことがなくなり、色
バランス設定を高精度で行なうことができ、しかも製品
によって色バランス設定の精度がばらつくこともなくな
る。
【0027】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図1は、本発明の一実施例に係わる色バラン
ス設定装置を備えた面順次カラーカメラの概略の構成を
示す。同図の装置は、被写体12からの画像光を受ける
撮像レンズ13と、この撮像レンズ13によって被写体
12の画像光を受けて対応する画像信号を得るための撮
像手段14を具備する。撮像手段14は例えばCCD撮
像素子あるいは撮像管などを含む。撮像レンズ13と撮
像手段14との間には色分解用の回転カラーフィルタ1
5がモータ16によって回転可能に配置されている。回
転カラーフィルタ15は、例えばR(赤色)、G(緑
色)、およびB(青色)の各フィルタ領域を備え、撮像
レンズ13を介して入射する被写体の画像光の内それぞ
れR,G,Bの色の光のみを通過させて撮像手段14に
与える。回転カラーフィルタ15には図示しないタイミ
ング用マーカとなる不透明部分が所定位置に設けられて
おり、このタイミング用マーカが通過したことを検出す
るためにフォトインタラプタのような光センサ17が設
けられている。光センサ17の出力はタイミング制御回
路18に入力されている。タイミング制御回路18は光
センサ17からの信号に基づき回転カラーフィルタ15
の回転に同期したタイミングパルスを生成して前記モー
タ16にフィードバックし、かつまたR,G,B各色の
撮像タイミングに応じたタイミングパルスを生成して後
に述べるピークホールド回路22およびCPU25など
に供給する。
説明する。図1は、本発明の一実施例に係わる色バラン
ス設定装置を備えた面順次カラーカメラの概略の構成を
示す。同図の装置は、被写体12からの画像光を受ける
撮像レンズ13と、この撮像レンズ13によって被写体
12の画像光を受けて対応する画像信号を得るための撮
像手段14を具備する。撮像手段14は例えばCCD撮
像素子あるいは撮像管などを含む。撮像レンズ13と撮
像手段14との間には色分解用の回転カラーフィルタ1
5がモータ16によって回転可能に配置されている。回
転カラーフィルタ15は、例えばR(赤色)、G(緑
色)、およびB(青色)の各フィルタ領域を備え、撮像
レンズ13を介して入射する被写体の画像光の内それぞ
れR,G,Bの色の光のみを通過させて撮像手段14に
与える。回転カラーフィルタ15には図示しないタイミ
ング用マーカとなる不透明部分が所定位置に設けられて
おり、このタイミング用マーカが通過したことを検出す
るためにフォトインタラプタのような光センサ17が設
けられている。光センサ17の出力はタイミング制御回
路18に入力されている。タイミング制御回路18は光
センサ17からの信号に基づき回転カラーフィルタ15
の回転に同期したタイミングパルスを生成して前記モー
タ16にフィードバックし、かつまたR,G,B各色の
撮像タイミングに応じたタイミングパルスを生成して後
に述べるピークホールド回路22およびCPU25など
に供給する。
【0028】撮像手段14の出力には、バッファ19が
接続され、該バッファ19の出力は可変利得増幅器20
の入力および他のバッファ21の入力に供給されてい
る。バッファ21の出力はスイッチ29の一方の入力に
接続されている。また、可変利得増幅器20の出力は色
バランスが設定された後の画像信号の出力となり、図示
しない画像信号処理回路に接続されるとともに、他のバ
ッファ28を介してスイッチ29の他方の入力に接続さ
れている。
接続され、該バッファ19の出力は可変利得増幅器20
の入力および他のバッファ21の入力に供給されてい
る。バッファ21の出力はスイッチ29の一方の入力に
接続されている。また、可変利得増幅器20の出力は色
バランスが設定された後の画像信号の出力となり、図示
しない画像信号処理回路に接続されるとともに、他のバ
ッファ28を介してスイッチ29の他方の入力に接続さ
れている。
【0029】スイッチ29は、例えば電子式スイッチ、
リレーその他によって構成され、その出力はピークホー
ルド回路22に入力されている。ピークホールド回路2
2の出力は増幅器23によって増幅された後A/D変換
器24に入力されデジタル信号に変換される。A/D変
換器24の出力はCPU25に入力され、各色ごとの画
像信号のピークレベルを示す信号である。CPU25
は、例えばマイクロプロセッサによって構成され、可変
利得増幅器20の利得を調節するための制御信号を生成
しD/A変換器26および増幅器27を介して可変利得
増幅器20のゲイン制御入力に印加する。CPU25は
また、前記スイッチ29の切り替え制御をも行なう。
リレーその他によって構成され、その出力はピークホー
ルド回路22に入力されている。ピークホールド回路2
2の出力は増幅器23によって増幅された後A/D変換
器24に入力されデジタル信号に変換される。A/D変
換器24の出力はCPU25に入力され、各色ごとの画
像信号のピークレベルを示す信号である。CPU25
は、例えばマイクロプロセッサによって構成され、可変
利得増幅器20の利得を調節するための制御信号を生成
しD/A変換器26および増幅器27を介して可変利得
増幅器20のゲイン制御入力に印加する。CPU25は
また、前記スイッチ29の切り替え制御をも行なう。
【0030】図1の装置においては、被写体12の画像
光は撮像レンズ13を介して撮像手段14の撮像面上に
結像され被写体の画像光に対応する画像信号が生成され
る。この場合、被写体の画像入力は回転カラーフィルタ
15によって色分解されて各色ごとの画像光に対応する
画像信号が順次生成される。回転カラーフィルタ15の
回転に応じて該フィルタ15に設けられた図示しないタ
イミングマーカが光センサ17によって検出され、該光
センサ17の出力に基づきタイミング制御回路18がモ
ータ16の回転速度を所定の値に制御する。
光は撮像レンズ13を介して撮像手段14の撮像面上に
結像され被写体の画像光に対応する画像信号が生成され
る。この場合、被写体の画像入力は回転カラーフィルタ
15によって色分解されて各色ごとの画像光に対応する
画像信号が順次生成される。回転カラーフィルタ15の
回転に応じて該フィルタ15に設けられた図示しないタ
イミングマーカが光センサ17によって検出され、該光
センサ17の出力に基づきタイミング制御回路18がモ
ータ16の回転速度を所定の値に制御する。
【0031】撮像手段14から順次出力される各色ごと
の画像信号はバッファ19および可変利得増幅器20を
介して図示しない画像信号処理回路に入力される。ま
た、バッファ19を通った画像信号は、他のバッファ2
1を介してスイッチ29に入力される。スイッチ29
は、CPU25からの指令により色バランスの設定をフ
ィードフォワード制御により行なうためのポジションF
Fとフィードバック制御により行なうためのポジション
FBとの間で切替え可能であり、それぞれのポジション
FFおよびFBに応じて可変利得増幅器20の前段から
の画像信号および可変利得増幅器20を通った後の画像
信号をぞれぞれバッファ21および28を介して出力し
ピークホールド回路22に入力する。
の画像信号はバッファ19および可変利得増幅器20を
介して図示しない画像信号処理回路に入力される。ま
た、バッファ19を通った画像信号は、他のバッファ2
1を介してスイッチ29に入力される。スイッチ29
は、CPU25からの指令により色バランスの設定をフ
ィードフォワード制御により行なうためのポジションF
Fとフィードバック制御により行なうためのポジション
FBとの間で切替え可能であり、それぞれのポジション
FFおよびFBに応じて可変利得増幅器20の前段から
の画像信号および可変利得増幅器20を通った後の画像
信号をぞれぞれバッファ21および28を介して出力し
ピークホールド回路22に入力する。
【0032】図1の装置においてホワイトバランス設定
のような色バランス設定を行なう場合には、図示しない
ホワイトバランス設定スイッチなどによってCPU25
に設定指令が与えられる。スイッチ29はあらかじめF
F側のポジションに設定されており、したがってピーク
ホールド回路22から増幅器23およびA/D変換器2
4を介して入力された各色信号のレベルを示す信号に基
づき必要とされる各色信号の増幅度を計算し、その計算
値をD/A変換器26と増幅器27を介して可変利得増
幅器20のゲイン制御入力に与える。この場合、例えば
G信号の増幅度は所定値または1としておき、これに対
し必要とされるR信号とB信号の増幅度を計算により得
て可変利得増幅器20の増幅度を制御しホワイトバラン
スの設定を行なう。この動作により、ある程度の誤差範
囲内で各色信号の出力は合致している。
のような色バランス設定を行なう場合には、図示しない
ホワイトバランス設定スイッチなどによってCPU25
に設定指令が与えられる。スイッチ29はあらかじめF
F側のポジションに設定されており、したがってピーク
ホールド回路22から増幅器23およびA/D変換器2
4を介して入力された各色信号のレベルを示す信号に基
づき必要とされる各色信号の増幅度を計算し、その計算
値をD/A変換器26と増幅器27を介して可変利得増
幅器20のゲイン制御入力に与える。この場合、例えば
G信号の増幅度は所定値または1としておき、これに対
し必要とされるR信号とB信号の増幅度を計算により得
て可変利得増幅器20の増幅度を制御しホワイトバラン
スの設定を行なう。この動作により、ある程度の誤差範
囲内で各色信号の出力は合致している。
【0033】このようなフィードフォワード制御による
可変利得増幅器20のゲインの設定は少なくとも回転カ
ラーフィルタ15が1回転して各色の画像信号が1回ず
つ撮像される間行なわれ、この動作によってある程度の
誤差内で可変利得増幅器20の出力における各色の画像
信号のレベルは合致している。
可変利得増幅器20のゲインの設定は少なくとも回転カ
ラーフィルタ15が1回転して各色の画像信号が1回ず
つ撮像される間行なわれ、この動作によってある程度の
誤差内で可変利得増幅器20の出力における各色の画像
信号のレベルは合致している。
【0034】次に、このようなフィードフォワード制御
によるホワイトバランス設定の後、CPU25はスイッ
チ29をポジションFB側に切り替え、フィードバック
制御による色バランスの設定を行なう。すなわち、可変
利得増幅器20の出力がバッファ28およびスイッチ2
9を介してピークホールド回路22に入力され、各色信
号のレベルを示す信号を増幅器23およびA/D変換器
24を介してCPU25に入力する。CPU25は各色
信号の間のレベル差を検出し、差がある場合にはD/A
変換器26および増幅器27を介して可変利得増幅器2
0のゲインを修正する。このようなフィードバック制御
によるホワイトバランスの設定は、例えば回転カラーフ
ィルタ15が2回転する間行なわれ、各色ごとに2回分
ずつの画像信号を取入れて行なえば十分であることが実
験的に分かっているが、必要であればさらに長い時間行
なうことも可能であり、あるいはそれ程精度を要しない
場合は回転カラーフィルタ15が1回転する間のみ行な
うこともできる。
によるホワイトバランス設定の後、CPU25はスイッ
チ29をポジションFB側に切り替え、フィードバック
制御による色バランスの設定を行なう。すなわち、可変
利得増幅器20の出力がバッファ28およびスイッチ2
9を介してピークホールド回路22に入力され、各色信
号のレベルを示す信号を増幅器23およびA/D変換器
24を介してCPU25に入力する。CPU25は各色
信号の間のレベル差を検出し、差がある場合にはD/A
変換器26および増幅器27を介して可変利得増幅器2
0のゲインを修正する。このようなフィードバック制御
によるホワイトバランスの設定は、例えば回転カラーフ
ィルタ15が2回転する間行なわれ、各色ごとに2回分
ずつの画像信号を取入れて行なえば十分であることが実
験的に分かっているが、必要であればさらに長い時間行
なうことも可能であり、あるいはそれ程精度を要しない
場合は回転カラーフィルタ15が1回転する間のみ行な
うこともできる。
【0035】このようにしてフィードバック制御方式に
より最終的に精密なホワイトバランス設定が行われた
後、CPU25はスイッチ29を再びFF側のポジショ
ンに切り替えておく。これはその後あらたにホワイトバ
ランス設定指令が与えられた場合に直ちに前述のような
ホワイトバランス設定動作を開始できるようにするため
である。
より最終的に精密なホワイトバランス設定が行われた
後、CPU25はスイッチ29を再びFF側のポジショ
ンに切り替えておく。これはその後あらたにホワイトバ
ランス設定指令が与えられた場合に直ちに前述のような
ホワイトバランス設定動作を開始できるようにするため
である。
【0036】なお、以上のようなホワイトバランスを設
定する場合には、被写体として例えば白い紙を使用し、
あるいは白色光源を使用して撮像を行ない、各色の画像
信号のレベルが互いに等しくなるように可変利得増幅器
20のゲインを設定する。ただし、本発明は、このよう
なホワイトバランスの設定のみならず、例えば被写体の
種類や特質に合わせて赤味の強い色で撮像を行なうため
に赤色の画像信号のレベルを他のものより強くしたい場
合など、所望の色バランスの設定を行なう場合にも使用
できることは明らかである。そのような場合には、可変
利得増幅器20の各色におけるゲインをCPU25によ
って所定の比率に調整すれば良く、この場合もまずフィ
ードフォワード制御による色バランス設定を行ない、そ
の後フィードバック制御による色バランス制御を行なう
ことにより迅速かつ高精度の設定が可能になる。
定する場合には、被写体として例えば白い紙を使用し、
あるいは白色光源を使用して撮像を行ない、各色の画像
信号のレベルが互いに等しくなるように可変利得増幅器
20のゲインを設定する。ただし、本発明は、このよう
なホワイトバランスの設定のみならず、例えば被写体の
種類や特質に合わせて赤味の強い色で撮像を行なうため
に赤色の画像信号のレベルを他のものより強くしたい場
合など、所望の色バランスの設定を行なう場合にも使用
できることは明らかである。そのような場合には、可変
利得増幅器20の各色におけるゲインをCPU25によ
って所定の比率に調整すれば良く、この場合もまずフィ
ードフォワード制御による色バランス設定を行ない、そ
の後フィードバック制御による色バランス制御を行なう
ことにより迅速かつ高精度の設定が可能になる。
【0037】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、まずフ
ィードフォワード制御方式によって色バランスの設定を
行ない、その後フィードバック制御方式により各色信号
のずれを検出しそのずれを補正するよう可変利得増幅器
のゲインを補正する。したがって、フィードフォワード
制御によりあらかじめ所定のバランス状態に極めて近い
状態に設定した後フィードバック制御により最終的な色
バランス設定を行なうことができるから、極めて高速度
で高精度の色バランス設定を行なうことが可能になる。
また、色バランス設定時にフィードフォワード制御方式
およびフィードバック制御方式により設定を行った後、
再びフィードフォワード制御方式により設定可能な状態
に戻しておくことにより、色バランス設定指令に応じて
迅速に設定動作を開始することが可能になり、色バラン
ス設定の即応性を増大させることができる。
ィードフォワード制御方式によって色バランスの設定を
行ない、その後フィードバック制御方式により各色信号
のずれを検出しそのずれを補正するよう可変利得増幅器
のゲインを補正する。したがって、フィードフォワード
制御によりあらかじめ所定のバランス状態に極めて近い
状態に設定した後フィードバック制御により最終的な色
バランス設定を行なうことができるから、極めて高速度
で高精度の色バランス設定を行なうことが可能になる。
また、色バランス設定時にフィードフォワード制御方式
およびフィードバック制御方式により設定を行った後、
再びフィードフォワード制御方式により設定可能な状態
に戻しておくことにより、色バランス設定指令に応じて
迅速に設定動作を開始することが可能になり、色バラン
ス設定の即応性を増大させることができる。
【図1】本発明の一実施例に係わる色バランス設定装置
を備えた面順次カラーカメラの概略の構成を示すブロッ
ク図である。
を備えた面順次カラーカメラの概略の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】従来の色バランス設定装置の概略の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図3】従来の他の色バランス設定装置の概略の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図4】可変利得増幅器のゲイン制御入力と出力との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
12 被写体
13 撮像レンズ
14 撮像手段
15 回転カラーフィルタ
16 モータ
17 光センサ
18 タイミング制御回路
19,21,28 バッファ
20 可変利得増幅器
22 ピークホールド回路
23,27 増幅器
24 A/D変換器
25 CPU
26 D/A変換器
29 スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H04N 9/73
H04N 9/04
Claims (6)
- 【請求項1】 被写体の画像光を色分解して撮像する面
順次カラーカメラであって、 色分解された被写体の画
像光を順次撮像することによって得た各色の画像信号を
増幅する可変利得増幅器手段と、 色バランス設定時
に、まず前記可変利得増幅器手段で増幅する前の各色の
画像信号にもとづき前記可変利得増幅器手段の各色の利
得を調節してフィードフォワード制御による色バランス
設定を行なった後、前記可変利得増幅器手段で増幅した
後の画像信号にもとづき前記可変利得増幅器手段の各色
の利得を調節してフィードバック制御による色バランス
設定を行なう制御手段と、 を具備することを特徴とする面順次カラーカメラ。 - 【請求項2】 さらに、前記可変利得増幅器手段で増幅
する前の画像信号に対応する信号と前記可変利得増幅器
手段で増幅された後の画像信号に対応する信号とを選択
的に出力するためのスイッチ手段を具備し、 前記フィードフォワード制御と前記フィードバック制御
とは、前記スイッチ手段で切換えられることを特徴とす
る請求項1に記載の面順次カラーカメラ。 - 【請求項3】 各色の画像信号を少なくとも1回ずつ撮
像して前記フィードフォワード制御により前記可変利得
増幅器手段の利得を調整した後前記フィードバック制御
に切換えることを特徴とする請求項1又は2に記載の面
順次カラーカメラ。 - 【請求項4】 前記フィードバック制御により前記可変
利得増幅器手段の利得を調整した後再び前記スイッチ手
段をフィードフォワード制御可能な状態にもどすことを
特徴とする請求項3に記載の面順次カラーカメラ。 - 【請求項5】 前記フィードバック制御を各色の画像信
号を少なくとも2回ずつ撮像して行なった後、フィード
フォワード制御に戻すことを特徴とする請求項4に記載
の面順次カラーカメラ。 - 【請求項6】 共通の可変利得増幅器手段によって各色
の画像信号を増幅するとともに、該可変利得増幅器手段
の利得を各色ごとに時分割的に制御して色バランスの設
定を行なうことを特徴とする請求項2から5までのいず
れか1項に記載の面順次カラーカメラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15532494A JP3401921B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 面順次カラーカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15532494A JP3401921B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 面順次カラーカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH089414A JPH089414A (ja) | 1996-01-12 |
JP3401921B2 true JP3401921B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=15603407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15532494A Expired - Fee Related JP3401921B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 面順次カラーカメラ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3401921B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100513342B1 (ko) | 2003-12-03 | 2005-09-07 | 삼성전기주식회사 | 디지털 자동 화이트 밸런스 장치 |
JP5159600B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-03-06 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及び撮像装置の制御方法 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP15532494A patent/JP3401921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH089414A (ja) | 1996-01-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |